专利名称：燃烧过程气态汞净化技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃烧过程中气态汞的净化技术，尤其是涉及能去除氧化态 汞和元素态汞的净化药剂。
背景技术：
目前国内外公知的烟气汞净化技术主要采用湿法洗涤、活性炭吸附或硫化 钠喷射等方式。湿法洗涤产生大量废水，汞的二次污染严重；活性炭喷射对于 元素态汞的去除效率非常低，而且成本高。被活性炭吸附的元素汞可能二次进 入环境而产生新的污染；硫化钠喷射可以有效去除气态氯化汞，但是对于元素 态汞的净化效果较差。以上这些常见技术通常只适合于净化烟气中氧化态的汞。发明内容本发明的目的是提供一种既能有效净化氧化态汞，又能高效净化元素态汞 的工艺技术。为了克服现有的净化技术仅能净化氧化态汞，而不能有效净化元 素态汞的缺点，本发明提供一种新型的化学药剂^^多硫化钠(2 6个硫原子) 碱溶液，该药剂不仅能将氧化态汞转化为颗粒态汞，而且能高效地将元素态汞 转化为颗粒态汞，从而被除尘设备净化而从烟气中去除气态汞。多硫化钠(2 6个硫原子)的制备方案有两种(1)以工业硫化钠与/或硫磺为原料，与碱性药剂(如氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠等)进行化学反应(反应温度50 250°C，反应时间1 3小时)，制取多硫化钠溶液或粉末。(2)从市场选择工业级多硫化钠溶液或粉末，经碱溶液处理后，得到满足 要求的多硫化钠(2 6个硫原子)。将上述多硫化钠溶解于相应的碱性溶液中，即制得多硫化钠的碱性溶液。该溶液通过旋转喷雾器喷入烟气中，即可有效去 除气态汞，达到净化烟气的目的。本发明具有以下的特点(1) 根据烟气中气态汞组成的差别以及汞净化效率的不同，多硫化钠中硫原子的百分率可以根据需要控制，范围可从41 %到81 %不等。(2) 喷加多硫化钠碱溶液后的烟气可以经干式或湿式除尘器净化去除已经转化为颗粒态的汞。(3) 多硫化钠药剂包括各种浓度的水剂和固态粉末。(4) 该工艺技术可以高效净化烟气中的气态汞(包括氧化态和元素态的 汞)。工艺设备(如多硫化钠碱溶液喷雾塔)结构简单，运行方便。
具体实施方式
下面结合附图
对本发明的净化流程作进一步说明。图l是本发明中核心药剂多硫化钠的分子结构图，以及硫元素在分子中所占质量百分率的变化范围。图2是本发明中核心药剂多硫化钠应用实例的工艺流程示意图。图中1.经锅炉降温后的烟气，2.多硫化钠碱性溶液，3.旋转雾化器，4.多硫化钠碱液喷射塔(Pl)， 5.除尘设施(P2)(如布袋除尘器、静电除尘器、湿式洗涤器等)。
具体实施方式
经过锅炉降温后的烟气进入P1装置，由旋转雾化器喷射多硫化钠碱性溶液(硫/汞质量比为2~10)，烟气在P1中的停留时间为2 5秒，将气态汞转化为颗 粒态汞；然后进入颗粒物捕集装置P2 (如布袋除尘器、静电除尘器等)除尘， 达到净化烟气中气态汞的目的。性能说明1. 燃烧过程中汞控制技术介绍在煤炭、城市生活垃圾、生物质、工业废物以及其它危险废物的燃烧过程中，均可能释 放出一定浓度的汞。由于汞在环境生物中的生物富集性和生态毒性，汞的排放已经引起全世 界的广泛关注。 .本技术可以将燃料或废物焚烧过程中释放的气态元素汞和氧化态汞高效地转化为颗粒态的荥，从而可以被除尘设备高效捕集而去除。该技术一般包括两个部分多硫化钠(2~6个硫原子)碱性溶液喷射装置(Pl)和颗粒物捕集装置(P2)，其中P2可以根据需要在市场 上选择，主要包括布袋除尘器、静电除尘器以及湿式除尘器等。Pl中多硫化钠碱性溶液(如 氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸氢钠等溶液)是去除气态汞的核心药剂。Pl装置中的溶 液雾化装置可以根据需要在市场上选型。2. 目前国内主要空气净化材料和净化方法的优缺点(1) 湿式洗涤。采用水(溶液)喷淋的方法可以十分有效地去除焚烧烟气中的氧化态 汞，但是一般对气态元素汞的去除效果较差，而且湿式洗涤过程产生大量的含汞废水，给后 续的污水处理工艺带来较大的困难，二次污染严重。(2) 物理吸附。采用在烟气中喷射物理吸附材料或者在除尘设备后面安装吸附塔的方 法。其中，活性炭和分子筛属于应用最为广泛和成熟的吸附材料，能很好地吸附烟气中的氧 化态荥；但是，对于气态元素汞的吸附效果较差。已有文献资料表明，如果从元素汞浓度为 10 pg/m3的烟气中去除90%的元素汞，所需要喷射的活性炭量相当于元素汞质量浓度的3000倍 18000倍。因此，采用物理吸附的方法控制元素汞其成本十分昂贵。另外，活性炭吸附后 的元素汞在填埋处置后将重新进入环境，造成二次污染。(3) 硫化钠喷射。利用硫化钠与氧化态汞(主要为氯化汞)具有良好的反应性，可以 有效地将氯化汞转化为颗粒态的汞，从而被除尘设备净化；但是，该方法对元素汞的净化效 率一般低于30%。(4) 改性活性炭(负载硫元素)。在美国最新出现了利用硫元素负载活性炭来改善元素 汞净化效率的实验方法，可以比较有效地净化元素态汞，但是对于气态氯化汞的去除效果不 理想。4. 本技术的优势气态汞净化过程描述经过锅炉降温后的烟气进入P1装置，由旋转雾化器喷射多硫化钠碱性溶液(硫/汞质量比为2~10),烟气在P1中的停留时间为2 5秒，将气态汞转化为颗粒态汞；然后进入除尘系统(如布袋除尘器、静电除尘器等)除尘，达到净化烟气中气态汞的目的。5. 具体指标本技术对气态汞的净化性能指标为-可以去除烟气中85。/。以上的氧化态汞，以及卯％左右的元素态汞。
权利要求
1. 方法。其特征在于以工业硫化钠与/或硫磺为原料，与碱性药剂进行化学反应制取多硫化钠(2～6个硫原子)溶液或粉末；或者从市场选择工业级多硫化钠溶液或粉末，经碱溶液适当处理，得到满足工艺要求的多硫化钠(2～6个硫原子)。该多硫化钠碱溶液可以高效净化烟气中的气态汞，包括氧化态汞和元素态汞。
2. 根据权利要求l所述方法，其特征在于根据净化和处理效果的不同，硫 元素在多硫化钠分子中的质量百分比从41%到81%不等。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于该药剂包括应用此方法制成的 一切形式，例如不同浓度的多硫化钠碱性溶液、不同含量的多硫化钠固态粉末 等等。
4. 根据权利要求1所述的方法，其根本特征在于将该药剂应用于燃烧过程 中汞的控制。
全文摘要
本发明公开了一种方法，所属技术领域为燃烧烟气净化。技术方案包括(1)以工业硫化钠与/或硫磺为原料，与碱性药剂进行化学反应制取多硫化钠(2～6个硫原子)溶液或粉末；或者(2)从市场选择工业级多硫化钠溶液或粉末，经碱溶液适当处理，得到满足工艺要求的多硫化钠(2～6个硫原子)。将多硫化钠碱性溶液经旋转雾化、喷入经锅炉降温后的燃烧烟气中，与气态汞(氧化态汞和元素态汞)反应生成颗粒态汞，再经除尘设施(如布袋除尘器、静电除尘器、湿式除尘器等)去除，达到净化烟气中气态汞的目的。
文档编号B01D53/64GK101214431SQ20061013849
公开日2008年7月9日 申请日期2007年1月4日 优先权日2007年1月4日
发明者刘阳生 申请人:刘阳生;李雅琼