专利名称：移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法及系统，属于烟气净化技术领域。
背景技术：
2011年7月29日，环保部和质检总局联合发布了新的国家排放标准GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》，在标准中对烟尘、S02的排放限值要求更加严格，并新增了 NOx和Hg的排放限值。如果在燃煤电站分别安装脱硫脱硝脱汞装置，不但占地面积大，运行和维护也费时费力。另外，我国的一些工业锅炉，比如钢铁厂烧结机等，其分 布广、容量小、污染排放高，仅次于电站锅炉。如果采用单一污染物脱除技术虽然能够解决燃煤工业锅炉的污染排放问题，但是成本和能耗高，不能满足节能减排和可持续发展的要求。因此研究开发烟气污染物联合脱除、尾气能资源化利用的烟气净化技术是具有重要意义的。在燃煤污染物联合脱除技术中，移动床活性焦技术因其占地面积小、能够资源化利用、节水的特点，特别适应我国缺水地区的燃煤电站和我国的钢铁厂烧结机日趋严格的排放限值。最早的活性焦干法移动床联合脱除工艺由德国的Bergbau Forschung (简称BF)于1967年开发的，日本三井矿山Mitsui Mining (MMC)在1982年与BF合作将该技术引入日本。1992年，美国通用公司环境部(1997年被玛苏莱环保技术公司(MET)收购)和三井矿山签署技术协议，形成MET-Mitsui-BF技术。目前，Mitsui-BF技术已用于多家电站的燃煤锅炉上。国内有关活性焦联合脱除的研究开展较晚，申请号为200610017066. 7的中国专利“移动床烟气脱硫脱硝除尘工艺”公开了一种单塔双段式的脱硫脱硝脱汞反应器，取消了Mitsui-BF工艺中两段的缩颈设计，使吸附剂的移动更加畅通，减少了活性焦堵塞；但是由于烟气流动与吸附剂颗粒移动呈逆向，加大了床层阻力，限制了烟气处理量，此外，这种设计造成氨气和烟气混合不均匀。申请号为201110356697. 2的专利“一种活性焦烟气脱硫脱硝系统与工艺方法”中烟气流动与吸附剂颗粒移动是错流，减少了烟气阻力，设计了气体分布器解决了氨混合不均的缺点，但是其脱硫塔和脱硝塔连接处仍然呈缩颈设计，容易造成活性焦堵塞而导致被迫停机。申请号为201010546275. 7和201010546285. 0的专利分别公开了分体式的脱硫脱硝塔和一体式的脱硫脱硝塔，取消了两段之间的缩颈，但是脱硝塔是脱硫塔的1-2倍，不但增加了活性焦机械损耗，而且脱硝塔大于脱硫塔，容易造成硫酸铵盐和亚硫酸铵盐的结晶，降低脱硝效率。综上所述，现有的烟气脱除装置普遍是脱硫塔与脱硝塔相同体积，或者脱硝塔大于脱硫塔体积，均未考虑脱硫和脱硝反应时间的差别，由于脱硝反应时间远远低于脱硫反应时间，因此这种设置容易造成脱硫效率偏高，而脱硝效率偏低，并且不能对脱硫和脱硝效率分别进行调节，限制了联合脱硫脱硝装置的应用范围；另外，现有的烟气脱除装置均未考虑对烟气中的汞进行脱除处理。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法及系统，能够提高脱硝效率，实时调节流入、流出脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的活性焦质量流量，并对烟气中的汞进行脱除。为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案一种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法，包括以下步骤SI，称重给料装置将活性焦分别加入脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，烟气通过脱硫脱汞反应器进行脱硫脱汞，脱硫脱汞反应器出口烟道中喷入氨气，与出口处烟气充分混合，混合后烟气通过脱硝脱汞反应器进行脱硝脱汞，得到的净烟气由烟 排出，并分别实时测量脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的烟气入口处的S02、NOx浓度以及烟气流量，得到分析结果；S2，读取分析结果，计算实现目标脱硫效率所需的活性焦质量流量Qcl， Qcl=klXClXQX nl/Sc，式中Cl为烟气中S02浓度，Q为烟气流量，ni为目标脱硫效率，Sc为活性焦硫容(单位质量的活性焦最大能够吸附的S02的质量)，kl为经验系数(取值一般为1-1.1，可根据运行经验进行调整)，实时调节从脱硫脱汞反应器流出的反应后的活性焦质量流量；计算实现目标脱硝效率所需的活性焦质量流量Qc2, Qc2=k2XC2XQX n2,式中C2为烟气中NOx浓度，Q为烟气流量，n2为目标脱硝效率，k2为经验系数(可根据运行经验进行调整)，并实时调节从脱硝脱汞反应器流出的反应后的活性焦质量流量；S3，反应后的活性焦进入活性焦筛分装置，筛掉活性焦在脱硫脱硝脱汞过程中吸附的粉尘及自身磨耗生成的炭粉；S4，筛分后的活性焦进入活性焦再生反应器中释放Hg和S02，得到再生活性焦；S5，再生活性焦与新添加的活性焦，一起通过称重给料装置分别加入到脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，进行脱硫脱硝脱汞循环。其中，脱硫脱汞反应器内反应式2S02+02+2H20=2H2S04 ；S03+H20=H2S04 ；2Hg+02=2Hg0 ；Hg+S02+02=HgS04 ；生成的硫酸和汞化合物储存在活性焦孔里。由于脱硝脱汞反应器设计的烟气停留时间较短，反应器内只有反应速度最快的脱硝反应，即4N0+4NH3+02=4N2+6H20，2N02+4NH3+02=3N2+6H20能够发生，其他反应由于烟气停留时间过短均来不及发生，因此脱硝脱汞反应器对Hg的脱除主要依靠活性焦的物理吸附，没有化学反应发生。活性焦再生反应器内反应式C+H2S04=C0+H20+S02 ；C+2H2S04=C02+2H20+2S02 ；HgS04+2C=Hg+2C0+S02 ；HgS04+C=Hg+C02+S02 ；2Hg0+C=2Hg+C02 ；
Hg0+C=Hg+C0。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法中，分别测量脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的烟气出口处的S02、NOx浓度，并根据烟气入口和出口处的S02、NOx浓度，计算得到实际脱硫、脱硝效率；其中，实际脱硫效率n硫=(1-C出/C入)X100%，C出、C入分别为脱硫脱汞反应器烟气出口、入口处的S02浓度；实际脱硝效率n硝=(I- D出/D入)X 100%, D出、D入分别为脱硝脱汞反应器烟气出口、入口处的NOx浓度。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法中，将实际脱硫效率与目标脱硫效率进行比较，当实际脱硫效率大于目标脱硫效率时，减小流入脱硫脱汞反应器中的活性焦 质量流量；当实际脱硫效率小于目标脱硫效率时，增加流入脱硫脱汞反应器中的活性焦质量流量；将实际脱硝效率与目标脱硝效率进行比较，当实际脱硝效率大于目标脱硝效率时，减小流入脱硝脱汞反应器中的活性焦质量流量；当实际脱硝效率小于目标脱硝效率时，增加流入脱硝脱汞反应器中的活性焦质量流量。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法中，脱硫脱汞反应器与脱硝脱汞反应器的体积比为2 :1-4 :1。控制脱硝脱汞反应器的体积可以有效避免脱硝脱汞反应器内硫酸铵盐的生成。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法中，烟气温度为100-110°C ;脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器内的温度为120-160°C ;活性焦再生反应器内的温度为350-4000C ;活性焦为处理过的商业活性焦。所用的活性焦是商业活性焦经改性的活性焦，此种活性焦的脱硫脱硝脱汞活性较高。由于脱硫、脱硝和脱汞均为放热反应而反应器外壳有保温材料，脱硫脱汞反应器与脱硝脱汞反应器内实际温度依赖于烟气中S02和NOx的浓度，120-160°C这个温度最适于脱硫、脱硝和脱汞反应的发生。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法中，氨气的体积分数约为5% (体积分数是指喷入的纯NH3的体积流量与烟道中烟气的体积流量之比)，考虑到目前运行的SCR脱硝装置使用的均为体积分数5%的氨气，而本装置中脱硝反映与SCR脱硝装置中反应基本一致，因此反应物的选取参照SCR脱硝装置的运行经验。实现前述方法的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统，包括脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器、活性焦再生反应器、活性焦筛分装置、称重给料装置、活性焦输送装置和烟囱；脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器和烟 顺次连接，脱硫脱汞反应器的出口烟道上设有喷氨装置，脱硫脱汞反应器的烟气入口、烟气出口以及脱硝脱汞反应器的烟气出口依次设有烟气分析仪A、烟气分析仪B、烟气分析仪C，脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的活性焦出口依次设有电动卸料器A、电动卸料器B ;活性焦输送装置、活性焦筛分装置、活性焦再生反应器和称重给料装置顺次连接，活性焦输送装置与电动卸料器A连接，称重给料装置分别与脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的活性焦入口连接；所述系统还包括与上述烟气分析仪均连接的监测计算机，以及与上述电动卸料器均连接的分散控制器，监测计算机与分散控制器之间进行通讯。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统中，脱硝脱汞反应器设于脱硫脱汞反应器上，或者脱硫脱汞反应器与脱硝脱汞反应器并排放置；脱硝脱汞反应器的电动卸料器B与脱硫脱汞反应器的活性焦入口连接。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统中，脱硫脱汞反应器与脱硝脱汞反应器的体积比为2 :1-4 :1。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统中，脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器的两侧均设有连箱，烟气入口和出口均设于连箱上。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统中，脱硫脱汞反应器的活性焦入口设于顶部，而活性焦出口设于底部；脱硝脱汞反应器的活性焦入口设于顶部，而活性焦出口设于底部。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统中，分散控制器上设有活性焦计算器和目标效率存储器；其中，活性焦计算器，用于计算实现目标脱硫、脱硝效率所需的活性焦质量流量；目标效率存储器，用于存储目标脱硫、脱硝效率。前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统中，分散控制器上设有实际效率计算器和效率比较器；其中，实际效率计算器，用于计算实际脱硫、脱硝效率；效率比较器，用于比较实际脱硫、脱硝效率与目标脱硫、脱硝效率的大小。
前述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统中，称重给料装置与斗式提升机连接。与现有技术相比，本发明在实现对多种污染物进行联合脱除的同时，能够实现以下功能I、通过监测计算机、分散控制器以及电动卸料器，实现对污染物吸收剂一活性焦流入、留出脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的自动控制，对脱硫和脱硝效率分别进行实时调节(由于脱汞效率很高，因此不需要考虑脱汞效率)，以实时适应烟气中污染物浓度的变化。2、有效避免脱硝脱汞反应器内硫酸铵盐的生成，降低系统堵塞、管道腐蚀等现象发生的可能，提高脱硝效率。由于脱硝反应的反应时间(小于Is)远小于脱硫反应的反应时间(约6-8s)，通过减小脱硝塔的体积，使脱硫脱汞反应器与脱硝脱汞反应器的体积比为2 1-4 :1，其最优比为3 :1，来缩短烟气在脱硝塔内的停留时间，能够控制脱硝脱汞反应器内的化学反应以脱硝反应为主，而脱硫反应几乎不会发生，保证脱硝脱汞反应器内几乎没有SO3生成。抑制SO3的生成能够降低脱硝脱汞反应器内硫酸铵盐生成的几率，从而有效防止结晶的硫酸铵盐造成系统堵塞或对烟道产生腐蚀。3、降低系统投资、运行成本。脱硝脱汞反应器设计体积较脱硫脱汞反应器明显减小，能够减少反应器制作、结构支撑等环节钢材耗量；脱硝脱汞反应器内活性焦质量流量减小，设备选型中可以使用较小的斗式提升机，不仅能够降低设备投资，而且减小了设备电耗，有效节约厂用电；脱硝脱汞反应器内活性焦质量流量减小，同时能够降低活性焦循环使用过程中的机械损耗，有效降低运行成本。4、由于带有灰尘的烟气经过活性焦床层时，能够被捕集一部分的灰尘；而二噁英和芳香烃容易被孔丰富的活性焦吸附，因此脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器具有脱除二噁英、芳香烃以及除尘的功能。
图I是本发明的脱硫脱硝脱汞工艺的流程图；图2是本发明的实时调节流入、流出活性焦质量流量的流程图3是一种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统结构示意图；图4是另外一种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统结构示意图。附图标记1_脱硫脱汞反应器，2-脱硝脱汞反应器，3-活性焦再生反应器，4-活性焦筛分装置，5-称重给料装置，61-烟气分析仪A，62-烟气分析仪B，63-烟气分析仪C，7-活性焦输送装置，8-烟囱，91-电动卸料器A，92-电动卸料器B，10-喷氨装置，11-监测计算机，12-分散控制器，13-活性焦计算器，14-目标效率存储器，15-实际效率计算器，16-效率比较器。下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
具体实施例方式本发明的实施例I :一种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的工艺，如图I所示，包 括以下步骤 I、称重给料装置将活性焦分别加入脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，烟气通过脱硫脱汞反应器进行脱硫脱汞，脱硫脱汞反应器出口烟道中喷入氨气，与出口处烟气充分混合，混合后烟气通过脱硝脱汞反应器进行脱硝脱汞，得到的净烟气由烟 排出；2、反应后的活性焦进入活性焦筛分装置，筛掉活性焦在脱硫脱硝脱汞过程中吸附的粉尘及自身磨耗生成的炭粉；
3、筛分后的活性焦进入活性焦再生反应器中释放Hg和S02，得到再生活性焦；4、再生活性焦与新添加的活性焦，一起通过称重给料装置分别加入到脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，进行脱硫脱硝脱汞循环。其中，脱硫脱汞反应器与脱硝脱汞反应器的体积比为3 :1。烟气温度为105°C ;脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器内的温度为140°C ;活性焦再生反应器内的温度为380°C ；活性焦为处理过的商业活性焦。氨气的体积分数约为5%。如图2所示，实时调节从脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器流出的活性焦质量流量的方法包括分别实时测量脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的烟气入口处的S02、NOx浓度以及烟气流量，得到分析结果；读取分析结果，计算实现目标脱硫效率所需的活性焦质量流量Qcl，Qcl=klXClXQX nl/Sc，式中Cl为烟气中S02浓度，Q为烟气流量，ni为目标脱硫效率，Sc为活性焦硫容，kl为经验系数，实时调节从脱硫脱汞反应器流出的反应后的活性焦质量流量；计算实现目标脱硝效率所需的活性焦质量流量Qc2，Qc2=k2XC2XQX n 2，式中C2为烟气中NOx浓度，Q为烟气流量，n2为目标脱硝效率，k2为经验系数，并实时调节从脱硝脱汞反应器流出的反应后的活性焦质量流量。如图2所示，实时调节流入脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的活性焦质量流量的方法包括I、分别测量脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的烟气出口处的S02、NOx浓度，并根据烟气入口和出口处的S02、NOx浓度，计算得到实际脱硫、脱硝效率；其中，实际脱硫效率n硫=(I-C出/c入)X100%，c出、c入分别为脱硫脱汞反应器烟气出口、入口处的S02浓度；实际脱硝效率n硝=(I- D出/D入)X 100%，D出、D入分别为脱硝脱汞反应器烟气出口、入口处的NOx浓度；2、将实际脱硫效率与目标脱硫效率进行比较，当实际脱硫效率大于目标脱硫效率时，减小流入脱硫脱汞反应器中的活性焦质量流量，当实际脱硫效率小于目标脱硫效率时，增加流入脱硫脱汞反应器中的活性焦质量流量；将实际脱硝效率与目标脱硝效率进行比较，当实际脱硝效率大于目标脱硝效率时，减小流入脱硝脱汞反应器中的活性焦质量流量，当实际脱硝效率小于目标脱硝效率时，增加流入脱硝脱汞反应器中的活性焦质量流量。实现前述方法的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统，如图3所示，包括脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2、活性焦再生反应器3、活性焦筛分装置4、称重给料装置5、活性焦输送装置7和烟 8 ;脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2和烟 8顺次连接，脱硫脱汞反应器I的出口烟道上设有喷氨装置10，脱硫脱汞反应器I的烟气入口、烟气出口以及脱硝脱汞反应器2的烟气出口依次设有烟气分析仪A61、烟气分析仪B62烟气分析仪C63，脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2的活性焦出口分别设有电动卸料器A91、电动卸料器B92 ;活性焦输送装置7、活性焦再生反应器3、活性焦筛分装置4、称重给料装置5顺次连接，活性焦输送装置7与电动卸料器A91连接，称重给料装置5分别与脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2的活性焦入口连接；所述系统还包括与上述烟气分析仪均连接的监测计算机11，以及与上述电动卸料器均连接的分散控制器12，监测计算机11与分散控制器12之 间进行通讯。 脱硝脱汞反应器2设于脱硫脱汞反应器I上，脱硝脱汞反应器2的电动卸料器B92与脱硫脱汞反应器I的活性焦入口连接。脱硫脱汞反应器I和脱硝脱汞反应器2的两侧均设有连箱，烟气入口和出口均设于连箱上。脱硫脱汞反应器I的活性焦入口设于顶部，而活性焦出口设于底部；脱硝脱汞反应器2的活性焦入口设于顶部，而活性焦出口设于底部。分散控制器12上设有活性焦计算器13和目标效率存储器14 ;其中，活性焦计算器13，用于计算实现目标脱硫、脱硝效率所需的活性焦质量流量；目标效率存储器14，用于存储目标脱硫、脱硝效率。分散控制器12上还设有实际效率计算器15和效率比较器16 ;其中，实际效率计算器15，用于计算实际脱硫、脱硝效率；效率比较器16，用于比较实际脱硫、脱硝效率与目标脱硫、脱硝效率的大小。本发明的实施例2 :—种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的工艺，如图I所示，包括以下步骤I、称重给料装置将活性焦分别加入脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，烟气通过脱硫脱汞反应器进行脱硫脱汞，脱硫脱汞反应器出口烟道中喷入氨气，与出口处烟气充分混合，混合后烟气通过脱硝脱汞反应器进行脱硝脱汞，得到的净烟气由烟 排出；2、反应后的活性焦进入活性焦筛分装置，筛掉活性焦在脱硫脱硝脱汞过程中吸附的粉尘及自身磨耗生成的炭粉；3、筛分后的活性焦进入活性焦再生反应器中释放Hg和S02，得到再生活性焦；4、再生活性焦与新添加的活性焦，一起通过称重给料装置分别加入到脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，进行脱硫脱硝脱汞循环。其中，脱硫脱汞反应器与脱硝脱汞反应器的体积比为2 :1。烟气温度为100°C ;脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器内的温度为120°C ;活性焦再生反应器内的温度为350°C ；活性焦为处理过的商业活性焦。氨气的体积分数约为5%。如图2所示，实时调节从脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器流出的活性焦质量流量的方法包括分别实时测量脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的烟气入口处的S02、NOx浓度以及烟气流量，得到分析结果；读取分析结果，计算实现目标脱硫效率所需的活性焦质量流量Qcl，Qcl=klXClXQX nl/Sc，式中Cl为烟气中S02浓度，Q为烟气流量，ni为目标脱硫效率，Sc为活性焦硫容，kl为经验系数，实时调节从脱硫脱汞反应器流出的反应后的活性焦质量流量；计算实现目标脱硝效率所需的活性焦质量流量Qc2，Qc2=k2XC2XQX n 2，式中C2为烟气中NOx浓度，Q为烟气流量，n2为目标脱硝效率，k2为经验系数，并实时调节从脱硝脱汞反应器流出的反应后的活性焦质量流量。如图2所示，实时调节流入脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的活性焦质量流量的方法包括I、分别测量脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的烟气出口处的S02、NOx浓度，并根据烟气入口和出口处的S02、NOx浓度，计算得到实际脱硫、脱硝效率；其中，实际脱硫效率n硫=(I-C出/c入)X100%，c出、c入分别为脱硫脱汞反应器烟气出口、入口处的S02浓度；实际脱硝效率n硝=(I- D出/D入)X 100%，D出、D入分别为脱硝脱汞反应器烟气出口、入口处的NOx浓度；2、将实际脱硫效率与目标脱硫效率进行比较，当实际脱硫效率大于目标脱硫效率时，减小流入脱硫脱汞反应器中的活性焦质量流量，当实际脱硫效率小于目标脱硫效率时，增加流入脱硫脱汞反应器中的活性焦质量流量；将实际脱硝效率与目标脱硝效率进行比较，当实际脱硝效率大于目标脱硝效率时，减小流入脱硝脱汞反应器中的活性焦质量流量，当实际脱硝效率小于目标脱硝效率时，增加流入脱硝脱汞反应器中的活性焦质量流量。实现前述方法的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统，如图4所示，包括脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2、活性焦再生反应器3、活性焦筛分装置4、称重给料装置5、活性焦输送装置7和烟 8 ;脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2和烟 8顺次连接，脱硫脱汞反应器I的出口烟道上设有喷氨装置10，脱硫脱汞反应器I的烟气入口、烟气出口以及脱硝脱汞反应器2的烟气出口依次设有烟气分析仪A61、烟气分析仪B62烟气分析仪C63，脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2的活性焦出口分别设有电动卸料器A91、电动卸料器B92 ;活性焦输送装置7、活性焦再生反应器3、活性焦筛分装置4、称重给料装置5顺次连接，活性焦输送装置7与电动卸料器A91连接，称重给料装置5分别与脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2的活性焦入口连接；所述系统还包括与上述烟气分析仪均连接的监测计算机11，以及与上述电动卸料器均连接的分散控制器12，监测计算机11与分散控制器12之间进行通讯。
脱硫脱汞反应器I与脱硝脱汞反应器2并排放置；脱硝脱汞反应器2的电动卸料器B92与脱硫脱汞反应器I的活性焦入口连接。脱硫脱汞反应器I和脱硝脱汞反应器2的两侧均设有连箱，烟气入口和出口均设于连箱上。脱硫脱汞反应器I的活性焦入口设于顶部，而活性焦出口设于底部；脱硝脱汞反应器2的活性焦入口设于顶部，而活性焦出口设于底部。分散控制器12上设有活性焦计算器13和目标效率存储器14 ;其中，活性焦计算器13，用于计算实现目标脱硫、脱硝效率所需的活性焦质量流量；目标效率存储器14，用于存储目标脱硫、脱硝效率。分散控制器12上还设有实际效率计算器15和效率比较器16 ;其中，实际效率计算器15，用于计算实际脱硫、脱硝效率；效率比较器16，用于比较实际脱硫、脱硝效率与目标脱硫、脱硝效率的大小。
本发明的实施例3 :—种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的工艺，如图I所示，包括以下步骤I、称重给料装置将活性焦分别加入脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，烟气通过脱硫脱汞反应器进行脱硫脱汞，脱硫脱汞反应器出口烟道中喷入氨气，与出口处烟气充分混合，混合后烟气通过脱硝脱汞反应器进行脱硝脱汞，得到的净烟气由烟 排出；2、反应后的活性焦进入活性焦筛分装置，筛掉活性焦在脱硫脱硝脱汞过程中吸附的粉尘及自身磨耗生成的炭粉；3、筛分后的活性焦进入活性焦再生反应器中释放Hg和S02，得到再生活性焦；4、再生活性焦与新添加的活性焦，一起通过称重给料装置分别加入到脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，进行脱硫脱硝脱汞循环。
其中，脱硫脱汞反应器与脱硝脱汞反应器的体积比为4 :1。烟气温度为110°C ;脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器内的温度为160°C;活性焦再生反应器内的温度为400°C;活性焦为处理过的商业活性焦。氨气的体积分数约为5%。如图2所示，实时调节从脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器流出的活性焦质量流量的方法包括分别实时测量脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的烟气入口处的S02、NOx浓度以及烟气流量，得到分析结果；读取分析结果，计算实现目标脱硫效率所需的活性焦质量流量Qcl，Qcl=klXClXQX nl/Sc，式中Cl为烟气中S02浓度，Q为烟气流量，ni为目标脱硫效率，Sc为活性焦硫容，kl为经验系数，实时调节从脱硫脱汞反应器流出的反应后的活性焦质量流量；计算实现目标脱硝效率所需的活性焦质量流量Qc2，Qc2=k2XC2XQX n 2，式中C2为烟气中NOx浓度，Q为烟气流量，n2为目标脱硝效率，k2为经验系数，并实时调节从脱硝脱汞反应器流出的反应后的活性焦质量流量。如图2所示，实时调节流入脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的活性焦质量流量的方法包括I、分别测量脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的烟气出口处的S02、NOx浓度，并根据烟气入口和出口处的S02、NOx浓度，计算得到实际脱硫、脱硝效率；其中，实际脱硫效率n硫=(I-C出/c入)X100%，c出、c入分别为脱硫脱汞反应器烟气出口、入口处的S02浓度；实际脱硝效率n硝=(I- D出/D入)X 100%，D出、D入分别为脱硝脱汞反应器烟气出口、入口处的NOx浓度；2、将实际脱硫效率与目标脱硫效率进行比较，当实际脱硫效率大于目标脱硫效率时，减小流入脱硫脱汞反应器中的活性焦质量流量，当实际脱硫效率小于目标脱硫效率时，增加流入脱硫脱汞反应器中的活性焦质量流量；将实际脱硝效率与目标脱硝效率进行比较，当实际脱硝效率大于目标脱硝效率时，减小流入脱硝脱汞反应器中的活性焦质量流量，当实际脱硝效率小于目标脱硝效率时，增加流入脱硝脱汞反应器中的活性焦质量流量。实现前述方法的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统，如图3所示，包括脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2、活性焦再生反应器3、活性焦筛分装置4、称重给料装置5、活性焦输送装置7和烟 8 ;脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2和烟 8顺次连接，脱硫脱汞反应器I的出口烟道上设有喷氨装置10，脱硫脱汞反应器I的烟气入口、烟气出口以及脱硝脱汞反应器2的烟气出口依次设有烟气分析仪A61、烟气分析仪B62烟气分析仪C63，脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2的活性焦出口分别设有电动卸料器A91、电动卸料器B92 ;活性焦输送装置7、活性焦再生反应器3、活性焦筛分装置4、称重给料装置5顺次连接，活性焦输送装置7与电动卸料器A91连接，称重给料装置5分别与脱硫脱汞反应器I、脱硝脱汞反应器2的活性焦入口连接；所述系统还包括与上述烟气分析仪均连接的监测计算机11，以及与上述电动卸料器均连接的分散控制器12，监测计算机11与分散控制器12之间进行通讯。脱硝脱汞反应器2设于脱硫脱汞反应器I上，脱硝脱汞反应器2的电动卸料器B92与脱硫脱汞反应器I的活性焦入口连接。脱硫脱汞反应器I和脱硝脱汞反应器2的两侧均设有连箱，烟气入口和出口均设于连箱上。脱硫脱汞反应器I的活性焦入口设于顶部，而活性焦出口设于底部；脱硝脱汞反应器2的活性焦入口设于顶部，而活性焦出口设于底部。分散控制器12上设有活性焦计算器13和目标效率存储器14 ;其中，活性焦计算器13，用于计算实现目标脱硫、脱硝效率所需的活性焦质量流量；目标效率存储器14，用于 存储目标脱硫、脱硝效率。分散控制器12上还设有实际效率计算器15和效率比较器16 ;其中，实际效率计算器15，用于计算实际脱硫、脱硝效率；效率比较器16，用于比较实际脱硫、脱硝效率与目标脱硫、脱硝效率的大小。工作原理称重给料装置5将活性焦分别加入到脱硫脱汞反应器I和脱硝脱汞反应器2中，烟气通过脱硫脱汞反应器I进行脱硫脱汞，喷氨装置10在脱硫脱汞反应器I的出口烟道中喷入氨气，使得氨气与出口处烟气充分混合，混合后的烟气通过脱硝脱汞反应器2进行脱硝脱汞。脱硝脱汞反应器2中流出的活性焦进入到脱硫脱汞反应器I中，与脱硫脱汞反应器I中反应后的活性焦一起通过活性焦输送装置7输送到活性焦筛分装置4中，活性焦筛分装置4筛掉活性焦在脱硫脱硝脱汞过程中吸附的粉尘及自身磨耗生成的炭粉；筛分后的活性焦进入活性焦再生反应器3中释放Hg和S02，得到再生活性焦；由于活性焦在脱硫脱硝脱汞过程中会产生机械破损，以及在活性焦再生反应器3中会发生化学反应，导致最后从活性焦再生反应器3流出的活性焦的质量会减少，因此需要补充新的活性焦，与再生后的活性焦一起通过称重给料装置5被分别加入到脱硫脱汞反应器I和脱硝脱汞反应器2中，进行脱硫脱硝脱汞循环。烟气分析仪A61测量脱硫脱汞反应器I的烟气入口处的S02浓度以及烟气流量，并传输到监测计算机11中进行分析，分散控制器12读取分析结果以及目标效率存储器14中存储的目标脱硫效率，其上的活性焦计算器13根据公式Qcl=kl XClXQX n 1/Sc,计算实现目标脱硫效率所需的活性焦质量流量Qcl，并控制脱硫脱汞反应器I的活性焦出口处的电动卸料器A91，将从脱硫脱汞反应器I流出的反应后的活性焦实时质量流量调节为Qcl ;由烟气分析仪B62测量脱硫脱汞反应器I的烟气出口处的S02浓度，由实际效率计算器15根据公式n硫=(l-c出/c入)X ioo%，计算得到脱硫脱汞反应器I的实际脱硫效率n硫，效率比较器16将实际脱硫效率与目标脱硫效率进行比较，再根据比较结果对流入脱硫脱汞反应器I中的活性焦质量流量进行自动增加或减小，例如，实际脱硫效率为75%，目标脱硫效率为80%，实际脱硫效率低于目标脱硫效率，通过控制电动卸料器A91、称重给料装置5来逐渐增加活性焦的流速，直到实际脱硫效率达到目标脱硫效率。烟气分析仪B62测量脱硝脱汞反应器2的烟气入口处的NOx浓度以及烟气流量，并传输到监测计算机11中进行分析，分散控制器12读取分析结果以及目标效率存储器14中存储的目标脱硝效率，其上的活性焦计算器13根据公式Qc2=k2XC2XQX n2，计算实现目标脱硝效率所需的活性焦质量流量Qc2，并控制脱硝脱汞反应器2的活性焦出口处的电动卸料器B92，将从脱硝脱汞反应器2流出的反应后的活性焦实时质量流量调节为Qc2 ;由烟气分析仪C63测量脱硝脱汞反应器2的烟气出口处的NOx浓度，由实际效率计算器15根据公式n硝=(I- D&/D人)X 100%，计算得到脱硝脱汞反应器2的实际脱硝效率n硝，效率比较器16将实际脱硝效率与目标脱硝效率进行比较，再根据比较结果对脱硝脱汞反应器2中活性焦质量流量进行自动增加或减小，例如，实际脱硝效率为75%,目标脱硝效率为80%,实际脱硝效率低于目标脱硝效率，通过控制电动卸料器B92、称重给料装置5来逐渐增加活 性焦的流速，直到实际脱硝效率达到目标脱硝效率。
权利要求
1.一种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法，其特征在于，包括以下步骤 Si，将活性焦分别加入脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，烟气通过脱硫脱汞反应器进行脱硫脱汞，脱硫脱汞反应器出口烟道中喷入氨气，与出口处烟气混合，混合后烟气通过脱硝脱汞反应器进行脱硝脱汞，得到的净烟气由烟囱排出，并分别实时测量脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的烟气入口处的S02、N0x浓度以及烟气流量，得到分析结果； S2，读取分析结果，计算实现目标脱硫效率所需的活性焦质量流量Qcl，Qcl=klXClXQX nl/Sc，式中Cl为烟气中S02浓度，Q为烟气流量，ni为目标脱硫效率，Sc为活性焦硫容，kl为经验系数，实时调节从脱硫脱汞反应器流出的反应后的活性焦质量流量；计算实现目标脱硝效率所需的活性焦质量流量如2，0(32=1^2\02\0\ n2，式中C2为烟气中NOx浓度，Q为烟气流量，n2为目标脱硝效率，k2为经验系数，并实时调节从脱硝脱汞反应器流出的反应后的活性焦质量流量； S3，反应后的活性焦进入活性焦筛分装置，筛掉活性焦在脱硫脱硝脱汞过程中吸附的粉尘及自身磨耗生成的炭粉； S4，筛分后的活性焦进入活性焦再生反应器中释放Hg和S02，得到再生活性焦； S5，再生活性焦与新添加的活性焦，一起通过称重给料装置分别加入到脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，进行脱硫脱硝脱汞循环。
2.根据权利要求I所述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法，其特征在于分别测量脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的烟气出口处的S02、NOx浓度，并根据烟气入口和出口处的S02、NOx浓度，计算得到实际脱硫、脱硝效率；其中，实际脱硫效率n硫=(l-c出/C入)X 100%, C出、C入分别为脱硫脱汞反应器烟气出口、入口处的S02浓度；实际脱硝效率n硝=(I- D出/D入)X 100%，D出、D入分别为脱硝脱汞反应器烟气出口、入口处的NOx浓度。
3.根据权利要求2所述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法，其特征在于将实际脱硫效率与目标脱硫效率进行比较，当实际脱硫效率大于目标脱硫效率时，减小流入脱硫脱汞反应器中的活性焦质量流量；当实际脱硫效率小于目标脱硫效率时，增加流入脱硫脱汞反应器中的活性焦质量流量；将实际脱硝效率与目标脱硝效率进行比较，当实际脱硝效率大于目标脱硝效率时，减小流入脱硝脱汞反应器中的活性焦质量流量；当实际脱硝效率小于目标脱硝效率时，增加流入脱硝脱汞反应器中的活性焦质量流量。
4.根据权利要求I或3所述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法，其特征在于脱硫脱汞反应器与脱硝脱汞反应器的体积比为2 :1-4 :1。
5.根据权利要求I所述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法，其特征在于烟气温度为100-110°c;脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器内的温度为120-160°c;活性焦再生反应器内的温度为350-400°C。
6.实现权利要求I 5所述方法的一种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统，其特征在于包括脱硫脱汞反应器(I)、脱硝脱汞反应器(2)、活性焦再生反应器(3)、活性焦筛分装置(4)、称重给料装置(5)、活性焦输送装置(7)和烟 (8)，脱硫脱汞反应器(I)、脱硝脱汞反应器(2)和烟 (8)顺次连接，脱硫脱汞反应器(I)的出口烟道上设有喷氨装置(10)，脱硫脱汞反应器(I)的烟气入口、烟气出口以及脱硝脱汞反应器(2)的烟气出口依次设有烟气分析仪A (61)、烟气分析仪B (62)、烟气分析仪C (63)，脱硫脱汞反应器(I)、脱硝脱汞反应器(2)的活性焦出口依次设有电动卸料器A (91)、电动卸料器B (92);活性焦输送装置(7)、活性焦筛分装置(4)、活性焦再生反应器(3)和称重给料装置(5)顺次连接，活性焦输送装置(7)与电动卸料器A (91)连接，称重给料装置(5)分别与脱硫脱汞反应器(1)、脱硝脱汞反应器(2)的活性焦入口连接；所述系统还包括与上述烟气分析仪均连接的监测计算机(11)，以及与上述电动卸料器均连接的分散控制器(12)，监测计算机(11)与分散控制器(12)之间进行通讯。
7.根据权利要求6所述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统，其特征在于脱硝脱汞反应器(2)设于脱硫脱汞反应器(I)上，或者脱硫脱汞反应器(I)与脱硝脱汞反应器(2)并排放置；脱硝脱汞反应器(2)的电动卸料器B(92)与脱硫脱汞反应器(I)的活性焦入口连接。
8.根据权利要求6或7所述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统，其特征在于、脱硫脱汞反应器(I)与脱硝脱汞反应器(2)的体积比为2 :1-4 :1。
9.根据权利要求8所述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统，其特征在于分散控制器(12)上设有活性焦计算器(13)和目标效率存储器(14); 其中，活性焦计算器(13)，用于计算实现目标的脱硫、脱硝效率所需的活性焦质量流量; 目标效率存储器(14 )，用于存储目标脱硫、脱硝效率。
10.根据权利要求9所述的移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的系统，其特征在于分散控制器(12)上设有实际效率计算器(15)和效率比较器(16); 其中，实际效率计算器(15)，用于计算实际脱硫、脱硝效率； 效率比较器(16)，用于比较实际脱硫、脱硝效率与目标脱硫、脱硝效率的大小。
全文摘要
本发明公开了一种移动床活性焦联合脱硫脱硝脱汞的方法及系统，所述方法包括S1，将活性焦分别加入脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，对烟气进行脱硫脱硝脱汞，并分别测量烟气入口处的SO2、NOx浓度及烟气流量；S2，计算实现目标脱硫、脱硝效率所需的活性焦质量流量，调节流出的反应后的活性焦实时质量流量；S3，筛掉反应后的活性焦吸附的粉尘及自身磨耗生成的炭粉；S4，筛分后的活性焦进入活性焦再生反应器反应得到再生活性焦；S5，再生活性焦分别加入脱硫脱汞反应器和脱硝脱汞反应器中，进行脱硫脱硝脱汞循环。本发明能实时调节脱硫脱汞反应器、脱硝脱汞反应器的活性焦流入、流出的质量流量，并对烟气中的汞进行脱除。
文档编号B01D53/08GK102728217SQ20121023851
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者李建浏, 李超, 沈煜晖, 胡永锋, 苏军划, 陶爱平 申请人:中国华电工程(集团)有限公司, 华电环保系统工程有限公司