一种基于秸秆灰的流化床脱汞装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃烧烟气污染物控制领域，具体涉及一种基于秸杆灰的流化床脱汞方法及装置。
【背景技术】
[0002]汞是一种剧毒性和在生物体内易于沉积的重金属痕量元素，对人体健康和生态环境具有极大的危害。联合国环境规划署在发表的一份调查报告中指出，燃煤锅炉是汞排放的最大人为污染源。我国是世界第一大煤炭消费国，能源结构中煤炭的比例高达75%，并且这种格局在今后相当长的一段时间内仍不会有大的改变。随着燃煤污染物大气环保标准的日益严格，预计在不久的将来，燃煤烟气汞污染控制标准的出台将是必然趋势。因此，研宄和开发有效的燃煤烟气汞污染控制方法是我国环保科技人员面临的重要任务之一。
[0003]近年来，国内外学者在研宄脱汞新理论和新技术领域做了大量卓有成效的工作。目前，在众多脱汞方法中，吸附剂吸附和湿法洗涤被认为是燃煤烟气脱汞领域的两个最有发展潜力的主流脱汞技术。
[0004]湿法洗涤脱汞技术中研宄最多的是应用现有的湿法烟气脱硫系统联合洗涤脱汞。该技术可以实现较高的Hg2+(g)脱除率，但是对难溶的HgO (g)没有明显的脱除效果，部分氧化态汞还可能被还原为单质汞。不少学者尝试用一些氧化技术在脱硫塔前将烟气中的HgO (g)先氧化为Hg2+(g)，然后再用湿法烟气脱硫系统洗涤脱除Hg2+(g)。目前研宄较多的选择性催化还原(SCR)催化氧化脱汞可实现部分HgO (g)转化为Hg2+(g)，但脱汞效果受到燃煤组分、催化剂类型、燃烧方式以及燃烧器结构的明显影响，相关催化氧化机理仍不十分清楚。其它氧化技术，例如等离子体氧化、光催化氧化和臭氧氧化等尚处于实验室探索阶段。利用高锰酸钾、过硫酸钾和亚氯酸钠等传统氧化剂在吸收塔中氧化吸收HgO (g)也取得了良好效果，但也存在吸收剂昂贵或产物成分复杂难处理等不足，相关技术还有待于进一步完善。
[0005]吸附法主要是通过活性炭或者其它吸附剂吸附烟气中的Hg2+(g)和HgO(g)，先将其转化为颗粒汞，然后利用现有的除尘设备将其捕获而达到脱汞目的。目前研宄较多且技术最成熟的活性炭吸附法具有较高的脱汞效率，但应用成本极高，企业难以承受。其它吸附剂，例如贵金属、金属氧化物、飞灰、活性焦、钙基材料、分子筛以及天然矿物材料等虽然具有潜在的发展前景，但由于在应用成本，脱汞效率，吸附剂稳定性以及吸附机理研宄等方面的欠缺与不足，目前还无法获得大规模工业应用。综上所述，目前还没有一种适合于大规模商业化的燃煤烟气脱汞技术。
【实用新型内容】
[0006]为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于秸杆灰的流化床脱汞
目.ο
[0007]采用生物质燃烧废弃物秸杆灰作为脱汞吸附剂，在流化床反应器中吸附汞；在膜分离器中回收汞资源并再生吸附剂。
[0008]来自燃烧器含汞的烟气经过冷却后由砂芯布气板喷入流化床反应器，与事先添加在流化床反应器内的秸杆灰吸附剂发生流态化吸附反应。当一个流化床反应器需要再生时，烟气将自动切换流入另外一个流化床反应器，两个流化床反应器相互交叉使用和再生。
[0009]本实用新型的脱除过程原理:
[0010]如图1、图2和表1、表2所不，以水稻稻杆制取的稻杆灰吸附剂为代表，米用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)和氮吸附法分别测定了吸附剂的表面形貌特征、主要成分及含量以及吸附剂的比表面积和孔径分布等关键物理和化学参数，并初步考察了吸附剂的吸附性能。结果表明，水稻秸杆制取的秸杆灰吸附剂主要成分是K2C03、CaCO3, S12, MgO和Al2O3等碱金属盐和金属氧化物。这些成分都是良好的汞的吸附材料。因此，采用秸杆灰吸附剂在技术方法和原理上具有可行性。
[0011]为实现以上目的，根据上述原理，本实用新型采用的技术方案如下:
[0012]一种基于秸杆灰的流化床脱汞装置，所述装置设有烟气冷却器、流化床反应器、膜分离器、风机、烟道和阀门；所述流化床反应器由砂芯布气板、电动刮灰板、砂芯分离板组成；燃烧器通过烟道与烟气冷却器的入口连通，烟气冷却器的出口与流化床反应器的入口连接。秸杆灰吸附剂由流化床反应器出入口 a添加和排出，烟气经过烟气冷却器冷却后由流化床反应器入口 b，经砂芯布气板喷入流化床反应器，与事先由流化床反应器出入口 a添加在流化床反应器内的秸杆灰吸附剂发生流态化吸附反应。
[0013]吸附饱和后的秸杆灰吸附剂通过流化床反应器出口 e由风机吸入膜分离器再生后，再由流化床反应器入口 f通入流化床反应器循环使用。分离器入口 d用于通入氮气冲洗并携带秸杆灰吸附剂上的汞。
[0014]所述流化床反应器的底部设有砂芯布气板，流化床反应器的顶部设有电动刮灰板，电动刮灰板的上部设有砂芯分离板；所述流化床反应器底部的砂芯布气板上部设有秸杆灰吸附剂的入口以及出口。
[0015]所述燃烧器设有两个烟气出口，烟气出口上均设有用于切换烟气的流动方向的阀门V2，所述流化床反应器对称布置，当一个流化床反应器需要再生时，烟气将自动切换流入另外一个流化床反应器。两个流化床反应器相互交叉使用和再生。
[0016]主要用于分布烟气，砂芯布气板的平均孔径要求小于50微米，以实现均匀布气。顶部设有砂芯分离板，主要用于实现吸附剂和烟气的分离，砂芯分离板的平均孔径要求小于30微米，以防止吸附剂随烟气逃逸。砂芯分离板下部设有电动刮灰器，由一字毛刷和驱动轴构成，可由电动机驱旋转动，主要用于刮除砂芯分离板下部积累的吸附剂，防止堵塞。
[0017]采用的秸杆灰吸附剂是由锅炉、农村土灶或露天燃烧的植物秸杆或壳制取的灰；所述的植物稻杆或壳包括水稻、小麦、玉米、棉花、树木的稻杆或壳中的一种或多种的混合体。
[0018]吸附剂的投加量可按反应器体积的每立方米投加lkg_6kg，来自燃烧器的烟气温度应当由烟气冷却器降温到40°C _100°C，以保证最佳的吸附温度。
[0019]来自燃烧器烟气中汞的入