一种吸收塔和基于海水脱硫工艺的汞脱除系统的制作方法

本实用新型涉及重金属脱除领域，具体涉及一种吸收塔和基于海水脱硫工艺的汞脱除系统。

背景技术：

汞是一种全球性污染物，燃煤电厂是汞污染的最大来源之一。我国煤中汞的含量分布为0.05～1.59mg/kg，平均含量约为0.220mg/kg。在国际上对燃煤电厂汞的排放限制越来越严格，汞排放控制是环保领域面临的重要问题。目前我国已实行《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)，该标准中增加了大气汞的排放指标，自2015年1月1日起，燃煤锅炉执行0.03mg/m³的汞及其化合物污染物排放限值，但并未增加海水中汞的排放指标。

基于海水脱硫工艺的燃煤电厂，通常认为现有环保净化设施如SCR脱硝装置、除尘器以及脱硫系统能够对气体中的汞进行协同脱除，从而可以满足大气污染物的排放指标，其中SCR脱硝装置中含有催化剂可以将大部分零价汞氧化为二价汞，二价汞在除尘器中被飞灰吸附部分进入灰侧脱除，其他汞随烟气进入海水脱硫装置，大部分汞被海水吸收脱硫的过程中，将汞洗涤溶于海水中，进入海水侧。

但是，因为海水高效脱硫的同时能够将烟气中的汞洗涤，引起排水中带有重金属汞，使附近海域汞含量偏高。曝气池中的汞是否会随之曝气过程向大气中排放，汞是否对周围海域会产生一定影响，成为海水脱硫行业内极具争议的问题，目前海水脱硫环境影响评价成为制约海水脱硫技术在应用中的瓶颈问题。而目前并没有相关技术脱除海水脱硫排水中的重金属汞方法及装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种吸收塔和基于海水脱硫工艺的汞脱除系统。本实用新型的吸收塔可以有效收集排水中的重金属汞、有效降低排水中汞含量，用于基于海水脱硫工艺的汞脱除系统时可以有效降低进入曝气池中汞含量，降低曝气池上空的汞的无组织排放；并且可以有效降低排入周围海域中海水的汞含量，减少重金属对周围海域的影响。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种吸收塔，其中，所述吸收塔的下部设置有脱汞区域，该脱汞区域中设置有脱汞部件，所述脱汞部件的至少部分表面上覆有具有汞吸附作用的材料。

优选地，所述脱汞部件为多个呈分散分布的棒状部件或板状部件。

优选地，所述脱汞部件包括起支撑作用的脱汞器支架、垂直设置于该脱汞器支架上的脱汞器垂直棒，以及多根垂直设置于所述脱汞器垂直棒上且在竖直方向和环绕脱汞器垂直棒方向分散分布的脱汞器支棒，所述脱汞器支棒的表面覆有具有汞吸附作用的材料。

优选地，所述脱汞器支棒在竖直方向的分布为：相邻脱汞器支棒之间的距离不大于50cm。

优选地，所述脱汞器支棒在环绕脱汞器垂直棒方向上的分布为：相邻脱汞器支棒之间的夹角不大于30°。

优选地，所述脱汞器支棒的长度不小于所述吸收塔截面半径的10％。

优选地，所述吸收塔包括：从上到下依次设置的除雾器、喷淋层、填料层和脱汞区域，所述除雾器和喷淋层之间设置有液体进口、所述脱汞区域的侧方或下方设置有液体出口，所述填料层下方设置有气体进口，所述吸收塔的顶部设置有气体出口。

优选地，所述脱汞区域的高度占所述吸收塔高度的3-10％。

本实用新型还提供了一种基于海水脱硫工艺的汞脱除系统，其中，该汞脱除系统中的吸收塔为本实用新型的吸收塔，该吸收塔的液体进口与海水来源相连，所述吸收塔的底部连接曝气池，该曝气池的液体出口与海洋相通。

优选地，该汞脱除系统包括顺序连接的锅炉、脱硝反应装置、前置除尘器、吸收塔、后置除尘器和烟囱。

通过上述技术方案，当含有汞的水与吸收塔中的脱汞区域接触时，脱汞区域中的具有汞吸附作用的材料会高效、快速地与汞结合，从而有效地去除水中的汞。本实用新型的吸收塔可以有效收集排水中的重金属汞、有效降低排水中汞含量，用于基于海水脱硫工艺的汞脱除系统时可以有效降低进入曝气池中汞含量，降低曝气池上空的汞的无组织排放；并且可以有效降低排入周围海域中海水的汞含量，减少重金属对周围海域的影响。因此，本实用新型的系统不仅能够符合大气污染物排放要求，也能够使水污染排放控制在较满意的程度，使海水脱硫行业具有更大的发展前景。

附图说明

图1是根据本实用新型的一种具体实施方式的脱汞部件的结构简图。

图2是根据本实用新型的一种具体实施方式的吸收塔的结构简图。

图3是根据本实用新型的一种具体实施方式的基于海水脱硫工艺的汞脱除系统。

附图标记说明

1011脱汞器支架；1012脱汞器垂直棒；1013脱汞器支棒；

101脱汞区域；102填料层；103喷淋层；104除雾器；105液体进口；

106液体出口；107气体进口；108气体出口；

1吸收塔；2锅炉；3脱硝反应装置；4前置除尘器；5后置除尘器；

6烟囱；7曝气池。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指参考附图所示的上、下，使用的连接术语通常是指参考附图所示的连接关系。

本实用新型提供了一种吸收塔，如图2所示，其中，所述吸收塔的下部设置有脱汞区域101，该脱汞区域101中设置有脱汞部件，所述脱汞部件的至少部分表面上覆有具有汞吸附作用的材料。

在本实用新型中，所述脱汞部件的形态没有特别的限定，只要能够与从吸附塔上方落下的待处理液体相接触，从而使得脱汞部件表面的具有汞吸附作用的材料能够将待处理液体中的汞脱除即可。为了不阻碍液体的流动又能尽可能大的扩大接触面积，所述脱汞部件优选为多个呈分散分布的棒状部件或板状部件。这些棒状部件或板状部件可以水平地安装在所述吸收塔的内壁上，也可以先设置一个中间立柱，然后水平地安装在该立柱上。

根据本实用新型一种具体实施方式，如图1所示，所述脱汞部件包括起支撑作用的脱汞器支架1011、垂直设置于该脱汞器支架1011上的脱汞器垂直棒1012，以及多根垂直设置于所述脱汞器垂直棒1012上且在竖直方向和环绕脱汞器垂直棒1012方向分散分布的脱汞器支棒1013，所述脱汞器支棒1013的表面覆有具有汞吸附作用的材料。

在上述具体实施方式中，所述脱汞器支棒1013在竖直方向和环绕脱汞器垂直棒1012方向分布的方式没有特别的限定，可以根据吸收塔的尺寸，交错合理地布置。

在上述具体实施方式中，所述脱汞器支棒1013在竖直方向的分布可以尽可能地紧密，以使得接触面积较大，例如，在竖直方向上相邻脱汞器支棒1013之间的距离不大于50cm，优选为20-40cm。本实用新型所述的在竖直方向上相邻的距离指的是将所有脱汞器支棒1013投影到与脱汞器垂直棒1012平行的面上以后，相邻的投影之间的距离。

在上述具体实施方式中，所述脱汞器支棒1013在环绕脱汞器垂直棒1012方向的分布可以尽可能地紧密，以使得接触面积较大，例如，在环绕脱汞器垂直棒1012方向上，相邻脱汞器支棒1013之间的夹角不大于30°。本实用新型所述的在环绕脱汞器垂直棒1012方向上相邻的距离指的是将所有脱汞器支棒1013投影到与脱汞器垂直棒1012垂直的面上以后，相邻的投影之间的距离。在同一层(水平面上)也可以有多个所述脱汞器支棒1013，在同一层上相邻脱汞器支棒1013之间的夹角可以不大于90°，优选为45°-60°。

在上述具体实施方式中，所述脱汞器支棒1013的长度没有特别的限定，可以接触到吸附塔的内壁，也可以距离吸附塔的内部有一段距离。为了减轻水对脱汞器支棒1013的冲击力，所述脱汞器支棒1013可以做的较短，并且可以在脱汞器支架1011上设置多组“脱汞器垂直棒1012和脱汞器支棒1013”的组合；此时，例如，所述脱汞器支棒1013的长度不小于所述吸收塔截面半径的10％，优选为所述吸收塔截面半径的20-30％。

在上述具体实施方式中，所述脱汞器支棒1013的直径没有特别的限定，例如为15-30mm。

在本实用新型中，所述具有汞吸附作用的材料没有特别的限定，例如为含有巯基官能团的有机化合物，例如为进行了巯基表面改性的具有吸附性能的物质，例如为巯基改性活性炭、巯基改性纤维、巯基改性树脂、其他巯基改性聚合物以及其他具有螯合吸附功能的巯基类改性物质。将所述具有汞吸附作用的材料覆在所述脱汞部件(即脱汞器支棒1013)上的方式为，靠近所述脱汞部件的一侧为具有吸附性能的物质，靠近海水的一侧有较多的巯基官能团，从而在与含汞液体接触时能够迅速与汞发生反应，形成较为稳定的化学键，从而固定住汞，不易被水冲刷脱落，进而有效地脱除汞。

在本实用新型中，所述具有汞吸附作用的材料的厚度没有特别的限定，例如为2-5mm。

在本实用新型的吸收塔中，除了脱汞区域以外的部件没有特别的限定，可以按照本领域常规的方式进行设计，可以为喷淋塔也可以为填料塔。例如根据本实用新型一种具体实施方式的吸收塔的结构如图2所示，其中，所述吸收塔包括：从上到下依次设置的除雾器104、喷淋层103、填料层102和脱汞区域101，所述除雾器104和喷淋层103之间设置有液体进口105、所述脱汞区域101的侧方或下方设置有液体出口106，所述填料层102下方设置有气体进口107，所述吸收塔的顶部设置有气体出口108。

在本实用新型中，优选地，所述脱汞区域101的高度占所述吸收塔高度的3-10％。

本实用新型还提供了一种基于海水脱硫工艺的汞脱除系统，其中，该汞脱除系统中的吸收塔1为本实用新型的吸收塔，该吸收塔1的液体进口与海水来源相连，所述吸收塔1的底部连接曝气池7，该曝气池7的液体出口与海洋相通。

本实用新型的基于海水脱硫工艺的汞脱除系统除了所示吸收塔1以外的部分可以按照本领域常规的方式进行设计。例如根据本实用新型一种具体实施方式的汞脱除系统如图3所示，其中，该汞脱除系统包括顺序连接的锅炉2、脱硝反应装置3、前置除尘器4、吸收塔1、后置除尘器5和烟囱6，并且吸收塔1的液体进口与海水来源相连，所述吸收塔1的底部连接曝气池7，该曝气池7的液体出口与海洋相通。通过该基于海水脱硫工艺的汞脱除系统，锅炉2燃烧产生的烟气经过脱硝反应装置3进行脱硝，然后经过前置除尘器4进行除尘，除尘所得的含硫含汞的烟气进入吸收塔1中，将硫和汞脱除后的烟气进入后置除尘器5(湿式除尘器)中除尘，最后经烟囱6排放；其中，在吸收塔1中，使用海水脱除洗涤烟气中的硫和汞，洗涤后的海水经过吸收塔1下部的脱汞区域101将其中的汞吸附固定，之后海水经过储水池1014进入曝气池7中，海水在曝气池7中进行恢复，恢复达标的海水排入大海。由此，本实用新型的基于海水脱硫工艺的汞脱除系统使用海水进行脱硫，所排放的海水中汞的含量很低，曝气池上空的汞的排放量也很低。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。