本实用新型涉及烟气汞净化系统，具体为一种废荧光灯管破碎产生的烟气汞的净化系统。
背景技术：
目前应用最多的废荧光灯管回收方法直接采用破碎分离，将灯管整体粉碎洗净干燥后，经焙烧、蒸发并凝结回收粗汞，再经汞生产装置精制得到供荧光灯用汞。但是破碎过程中挥发的汞蒸气如何实现深度净化，是当下研究的重要问题。
汞易挥发并且具有强烈的神经毒性和生物富集性，因此汞污染已成为当今世界上最受关注的环境问题之一。汞一旦被释放到大气中，可在大气中停留6～24个月，并且远距离传输会造成全球性的大气污染。我国于2013年10月签署了国际公约汞的《水俣公约》。这项公约提出了限制大气汞排放的清单，研发含大气汞减排的治理技术已刻不容缓。
目前，废荧光灯管破碎产生的烟气汞控制技术主要有：①以活性炭吸附为代表的吸附法，利用活性炭等吸附剂脱汞，通过对活性炭的改性处理，可以实现烟气汞的深度净化，但由于活性炭价格昂贵，更换频繁，存在经济成本过高的问题，并且吸附饱和的活性炭属于危险废物，处置不当会造成二次污染；②利用现有脱硫或除尘装置除汞，投入资金最小，但脱汞效率不高，尤其对Hg0捕捉效果不好，同时会产生对脱硫石膏和粉煤灰的二次污染。
技术实现要素：
本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种废荧光灯管破碎产生的烟气汞的净化系统，包括等离子体产生装置、成盐剂供给装置以及汞离子吸附装置；其中，等离子体产生装置用于将烟气中的汞单质转化为汞离子；成盐剂供给装置用于向所述等离子体产生装置提供成盐剂，以与汞离子发生成盐反应；汞离子吸附装置，用于吸附未发生成盐反应的汞离子。
根据本实用新型一实施方式，所述等离子体产生装置包括低温等离子体反应器。
根据本实用新型一实施方式，所述净化系统包括作用于所述低温等离子体反应器的高频脉冲电源。
根据本实用新型一实施方式，所述成盐剂供给装置包括成盐剂存储槽和雾化器。
根据本实用新型一实施方式，所述汞离子吸附装置为固定床反应器。
根据本实用新型一实施方式，所述固定床反应器设置有三个吸附材料抽屉，床层间隙采用不锈钢网隔开。
根据本实用新型一实施方式，所述净化系统包括与所述等离子体产生装置相连的汞盐储存槽。
根据本实用新型一实施方式，所述净化系统包括与所述汞离子吸附装置相连的引风机。
根据本实用新型一实施方式，在所述汞离子吸附装置中设置有用于吸附汞离子的陶瓷纳米材料。
根据本实用新型一实施方式，所述净化系统还包括蒸馏炉，以将吸附于所述陶瓷纳米材料的汞离子还原为汞单质。
本实用新型一实施方式的净化系统，等离子体产生装置实现了烟气中单质汞的氧化，且通过成盐剂供给装置提供的成盐剂可以脱除大部分氧化态汞，汞离子吸附装置的采用实现了剩余少量氧化态汞的去除，上述装置的结合可以深度净化烟气中的汞。
附图说明
通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施例的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
图1为本实用新型一实施方式的净化系统的结构示意图；
图2为以本实用新型一实施方式的净化系统进行烟气汞净化的流程图。
具体实施方式
体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
如图1所示，本实用新型一实施方式提供了一种废荧光灯管破碎过程中烟气汞净化系统，包括等离子体产生装置10、成盐剂供给装置及汞离子吸附装置30。其中，等离子体产生装置10用于将烟气中的汞单质转化为汞离子；成盐剂供给装置用于向等离子体产生装置10提供成盐剂；汞离子吸附装置30用于吸附未发生成盐反应的汞离子。
本实用新型一实施方式的等离子体产生装置，通过等离子体技术，特别是低温等离子体技术可使单质汞被转化为氧化态的汞。低温等离子体技术可在常温、常压下运行，工艺简单、占地面积小，处理效率高且无二次污染，可以较好地克服传统汞污染控制技术的不足。
于本实用新型一实施方式中，等离子体产生装置10包括低温等离子体反应器，例如线筒式反应器。在外加电场作用下，反应器内产生大量5～20ev的高能电子，高能电子使气体中的中性分子如O2变为激发态如O3(P)、O3(D)，同时在放电过程中N2、H2O断键形成等活性良好的氧化性粒子。这些高能电子和活性基团直接或间接地参与等离子体与烟气中的汞的化学反应，实现烟气中单质汞的氧化，使得Hg0转化为Hg2+。
于本实用新型一实施方式中，低温等离子体反应器采用多根线-筒式反应器并联形式，其反应器的电极丝材料为钛、钨等金属材料，电极丝接电源正极作为高压电极，反应器壁接地作为负极。
于本实用新型一实施方式中，低温等离子体反应器的出气口与汞离子吸附装置30的进气口连通；低温等离子体反应器进气口前端可设置有涡街流量计；进气口前端与汞离子吸附装置出气口后端可设置有压力表。
于本实用新型一实施方式中，低温等离子体反应器采用高频脉冲低温等离子体电源11，其输出电压可以为10～35kV，脉冲电流可以为8～160A，脉冲频率可以为1～1000Hz，上升沿100ns以内，脉宽500ns以内。
于本实用新型一实施方式中，作用于低温等离子体反应器的低温等离子体电源11设有控制柜，控制柜设有控制电路，可以调节脉冲电源电压与放电频率。
于本实用新型一实施方式中，成盐剂供给装置可包括盛放成盐剂的成盐剂存储槽21和将成盐剂雾化喷入等离子体产生装置10的雾化器22。
于本实用新型一实施方式中，雾化器22可以是超声波雾化器。在超声波雾化器出口可设置转子流量计以控制成盐剂进入反应器的流量。
于本实用新型一实施方式中，成盐剂可以是硫脲、多硫化钙、多硫化钠、Na2S、NaHS等硫化物。成盐剂溶液被喷入等离子体产生装置10后，与Hg2+发生成盐反应，最终析出稳定态的难溶性汞盐(HgS)，以实现烟气中汞的增效捕集。多硫化钙、多硫化钠、Na2S、NaHS等硫化物的添加量可以为理论反应量的2～5倍。
本实用新型一实施方式的净化系统，包括与等离子体产生装置10相连的汞盐储存槽40。上述成盐反应生成的汞盐进入汞盐储存槽40，剩余的烟气进入汞离子吸附装置30。
于本实用新型一实施方式中，汞离子吸附装置30为固定床反应器。汞离子吸附装置可将少量不能通过成盐反应生成难溶性汞盐的Hg2+吸收，以进一步提高汞脱除率。
本实用新型一实施方式中，将未发生成盐反应的氧化态汞在汞离子吸附装置30内滞留，提供了吸附平台，与等离子体产生装置10中的成盐反应结合实现了物理化学协同降解，进一步协同深度去除氧化态汞。
于本实用新型一实施方式中，固定床反应器内的吸附材料，以多孔无机材质例如陶瓷为基质，负载对氧化态汞具有极强选择性吸附性能的分子，该分子可以是包含对Hg2+具有选择吸附能力的功能基团，例如NH2-、SH-等。该功能基团可在陶瓷的表面有序地、高密度地形成单分子层键合，陶瓷基体使得吸附材料的物理稳定性高(耐酸碱、耐高温、强度大)，独特的分子识别功能保证其灵敏度高。
于本实用新型一实施方式中，固定床反应器可采用轴向绝热式固定床反应器，作业时，含汞烟气沿轴向自下而上流经床层。气体在固定床反应器内返混小，可与反应器内吸附材料进行有效接触且实现较高选择性。固定床反应器结构简单，且对吸附材料的机械损害程度较小。为使含汞烟气最大程度的与固定床反应器内的吸附材料充分接触，在固定床反应器内可设置三个抽屉，方便材料更换，床层间隙可采用不锈钢网隔开，以实现均匀布气，同时防止气速过大造成材料部分塌陷从而影响气体均匀通过吸附材料。未发生成盐反应的少量氧化态汞，通过固定床反应器后被陶瓷纳米材料吸附，可实现深度净化达标排放。
于本实用新型一实施方式中，固定床反应器内设置有三个吸附材料抽屉，床层间隙采用不锈钢网隔开。
于本实用新型一实施方式中，等离子体产生装置10实现了烟气中单质汞的氧化，且通过成盐剂供给装置提供的成盐剂可以脱除大部分氧化态汞，汞离子吸附装置30内的吸附材料实现了剩余少量氧化态汞的去除，两种装置的耦合发挥并结合各自的特点，可以深度净化烟气中的汞。
以本实用新型一实施方式的净化系统进行烟气汞的净化，不仅工艺简单、操作简便、处理成本比传统装置低，且不会产生二次污染。
于本实用新型一实施方式中，可将吸附饱和后的陶瓷纳米材料自固定床反应器取出后，放置到荧光灯粉收集后所用的蒸馏炉中加热，吸附在陶瓷纳米材料中的氧化态汞还原为单质汞，冷凝后收集，实现汞的资源化回收和陶瓷纳米材料的再生。其中，蒸馏炉的炉内温度可以是600℃。
本实用新型一实施方式的净化系统，选择加热作为陶瓷纳米材料的再生方式，利用了现有的荧光灯粉蒸馏炉，可以不增加成本，实现吸附材料再生以及金属汞的资源化回收。
于本实用新型一实施方式中，还包括与汞离子吸附装置30相连的引风机50，以便于烟气在净化系统内各装置之间的流通。
于本实用新型一实施方式中，还包括废荧光灯管破碎分离装置1，废荧光灯管进入破碎分离装置1后将玻璃、金属、电器底座分离，通过管道内的负压将荧光灯粉收集在布袋除尘器和旋风除尘器中，汞蒸气进入管道烟气中待处理。
以下，结合图1、2对本实用新型一实施方式的净化系统的使用进行进一步说明。
废荧光灯管经过破碎装置、分离装置的处理，分离出含汞烟气。
含汞烟气进入低温等离子体反应器，在高频脉冲低温等离子体电源的作用下，通过低温等离子体反应器内产生的高能电子和自由基，与烟气中的汞蒸气发生反应，使烟气中的气态单质汞(Hg0)在强氧化氛围下被氧化成氧化态汞(Hg2+)。
氧化态汞与超声波雾化器喷入的成盐剂发生成盐反应，生成的汞盐进入汞盐储存槽40。
剩余的包含少量汞的废气进入固定床反应器，通过反应器内的陶瓷纳米材料对汞进行靶向吸附，其中的少量汞最终以稳定态的汞化合物吸附在陶瓷纳米材料中，实现了烟气的深度净化达标排放。
最后，可将吸附饱和后的陶瓷纳米材料放置到荧光灯粉蒸馏塔中，加热后冷凝，实现汞的资源化回收和陶瓷纳米材料的再生。
本实用新型一实施方式中，废荧光灯管破碎产生的烟气中汞的浓度为300μg/Nm3，经净化系统处理后烟气汞脱除率可达98％。
除非特别限定，本实用新型所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。
本实用新型所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本实用新型的保护范围，本领域技术人员可在本实用新型的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本实用新型不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。