一种工业烟气脱汞系统的制作方法

本实用新型属于烟气脱汞技术领域，适用于水泥厂、燃煤电厂、有色金属冶炼、工业窑炉、危废处置、玻璃窑炉、陶瓷烧结窑炉、钢铁烧结机等有汞排放的固定污染源，具体涉及一种工业烟气脱汞系统。

背景技术：

燃煤烟气汞排放污染日趋引起国际关注，2013年10月我国签署《关于汞的水俣公约》，提出控制和减少汞排放量，水泥厂也是一个重要的控制目标。2016年4月，该公约已正式生效。2010年8月，美国《危害性污染物国家排放标准》(NESHAP)正式立法颁布，该标准以水泥窑30天平均汞排放为基准，规定2010年前所建水泥厂排放标准为8～13μg/m³，2010年后所建水泥厂排放标准为3～5μg/m³，欧盟水泥厂汞排放限值为50μg/m³。2013年底我国颁布的《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915—2013)和《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485—2013)中将Hg及其化合物与SOx、NOx和颗粒物并列为水泥生产行业限制排放的污染物之一，最高允许排放浓度限制为50μg/m³。目前，我国部分省市地区已经提出，对水泥生产、有色金属冶炼等非电行业开展污染物超净排放改造，可以预见，水泥生产行业汞排放控制标准收紧将提上日程。

国内还没有真正针对水泥生产行业汞排放的脱除装置。水泥厂汞排放量较高，和燃煤电厂工艺特点不同，用于燃煤电厂的脱除装置并不能完全满足水泥厂的汞脱除需求。针对燃煤电厂烟气汞排放的脱除装置也较少，而且需要大量的现场工程施工，不够便利。

当前，对烟气污染物排放标准不断收紧的情况下，对水泥生产行业等生产过程中产生的汞，进行排放控制已经成为迫切的需求。但是，实际生产中国内并没有适用的汞排放控制技术，因此，本申请提供一种适用于水泥厂、燃煤电厂、有色金属冶炼、工业窑炉、危废处置等有汞排放的固定污染源，其特点在于工艺过程会产生高温烟气，需要除尘装置将工艺过程中的颗粒物捕集下来的方便移动和安装的脱汞系统。

技术实现要素：

针对上述现有技术的缺点或不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种不需要大量的现场施工、设备到现场简单组装后即可使用、较为灵活、适用于水泥厂等高温烟气中的汞的脱除且汞脱除效果好的工业烟气脱汞系统。

为解决上述技术问题，本实用新型具有如下构成：

一种工业烟气脱汞系统，设置在烟道中的脱汞系统包括卤盐溶液气相添加系统、固体吸附剂喷射系统、汞排放在线监测系统、系统控制中心以及含汞废料仓，所述卤盐溶液气相添加系统的喷射探头设置在分解炉或预热器的出口处的烟道处，所述固体吸附剂喷射系统的喷射探头设置在除尘器的入口处的烟道处，所述汞排放在线监测系统设置在除尘器出口或烟囱排口处，所述卤盐溶液气相添加系统、固体吸附剂喷射系统以及汞排放在线监测系统分别与系统控制中心通讯连接，所述含汞废料仓与所述除尘器的仓泵连通设置。

所述卤盐溶液气相添加系统包括溶液储罐、溶液输送泵、压力表、流量计、手动阀门以及喷嘴式射流器，所述溶液储罐的排液口依次设有溶液输送泵、压力表、流量计、手动阀门以及喷嘴式射流器，其中，所述喷嘴式射流器设置在分解炉或预热器的出口处的烟道中。

所述溶液储罐、溶液输送泵、压力表、流量计、手动阀门以及喷嘴式射流器均安装在第一安装框架内。

所述喷嘴式射流器由PFA(四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PDFE(氟代聚乙烯)、哈氏合金或Inconel材质制成。

所述固体吸附剂喷射系统包括料袋、负压真空上料机、料仓、旋转阀、风机、分配器以及喷射探针，所述料袋通过高压橡胶软管与料仓的进料口连通设置，其中，所述料仓上还设有负压真空上料机，所述旋转阀的进料口与所述料仓的出料口连通设置，所述旋转阀的出料口通过高压橡胶软管与分配器连通设置，其中，所述分配器上还安装有喷射探针，所述喷射探针设置在除尘器的入口处的烟道中，所述风机设置在所述旋转阀的进风口处。

所述固体吸附剂喷射系统还包括下料计量机构，所述下料计量机构设置在所述料仓的出料口和旋转阀的进料口之间的通路上。

所述固体吸附剂喷射系统包括料袋、负压真空上料机、料仓、旋转阀、风机、分配器、喷射探针以及下料计量机构均安装在第二安装框架内。

所述高压橡胶软管可替换为无缝碳钢钢管。

所述含汞废料仓与所述除尘器的仓泵通过三通阀连通；含汞废料仓底部为锥形，并且安装有粉体发送罐。

所述卤盐溶液气相添加系统添加位置在分解炉或预热器的出口的烟道中，烟气温度高于250℃处。

所述固体吸附剂喷射系统位于除尘器入口，烟气温度不大于150℃处。

与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：

本实用新型可用于控制生产工艺中有汞释放的固定污染源，有汞排放污染源中排放的烟气具有高温含汞含尘的特性且烟气经过除尘设备后排放等；

本实用新型中的系统控制中心采集汞排放在线监测系统的数据，根据控制需要，调整卤盐溶液的添加量及固体吸附剂的添加量，以达到烟气中汞的最佳脱除效果；

本实用新型采用卤盐溶液气相添加系统和固体吸附剂喷射系统的组合工艺进行烟气脱汞，脱汞效果佳，且卤盐溶液气相添加系统/固体吸附剂喷射系统的主要部件位于一个框架内，现场组装后即可工作，无需复杂施工过程。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本实用新型工业烟气脱汞系统的结构示意图；

图2：本实用新型中卤盐溶液气相添加系统的结构示意图；

图3：本实用新型中固体吸附剂喷射系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

如图1所示，以水泥厂生产工艺图为例，水泥厂生产工艺中设有用于燃料A燃烧的窑炉B、依次设置在所述窑炉B出烟口的分解炉C和预热器D、均化仓E、生料磨F、除尘器G以及烟囱H，均化仓E、生料磨F、除尘器G以及烟囱H依次设置在所述预热器D的烟气出口处，其中，相邻设置的上述部件之间通过烟道I实现连通设置。

本实施例工业烟气脱汞系统，所述脱汞系统设置在所述烟道I中，其包括卤盐溶液气相添加系统10、固体吸附剂喷射系统20、汞排放在线监测系统30、系统控制中心40以及含汞废料仓50，所述卤盐溶液气相添加系统10设置在分解炉C或预热器D的出口处的烟道I中，其中，卤盐溶液气相添加系统10喷射的卤盐溶液被喷射到烟道I中的烟气中，使烟气中的元素汞转变为离子态汞，有助于后续被脱除；所述固体吸附剂喷射系统20设置在除尘器G的入口处的烟道I中，固体吸附剂喷射系统20喷射的固体吸附剂被喷射到烟道I中的烟气中，并很快和烟气混合，固体吸附剂和汞接触的过程中逐渐完成吸附和反应过程；所述汞排放在线监测系统30设置在除尘器G或烟囱H的出口处，在所述除尘器G内，固体吸附剂再和飞灰一起被除尘器G捕集，烟气中的汞被脱除；所述含汞废料仓50与所述除尘器G的仓泵通过三通阀连通设置，含汞废料仓50用于存储喷射固体吸附剂脱汞期间除尘器捕集的飞灰，再根据环保要求单独进行后续处置。

所述卤盐溶液气相添加系统10、固体吸附剂喷射系统20以及汞排放在线监测系统30分别与系统控制中心40通讯连接。汞排放在线监测系统30实时测定烟囱H排放烟气中的元素汞、离子汞浓度，并传输到系统控制中心40，由系统控制中心40根据烟气中的汞浓度值，并反馈控制卤盐溶液气相添加系统10和固体吸附剂喷射系统20的物料添加量。

在本实施例中，所述分解炉C或预热器D的出口处的烟道I中烟气温度高于250℃。

如图2所示，所述卤盐溶液气相添加系统10包括溶液储罐11、溶液输送泵12、压力表13、流量计14、手动阀门15以及喷嘴式射流器16，所述溶液储罐11的排液口依次设有溶液输送泵12、压力表13、流量计14、手动阀门15以及喷嘴式射流器16，其中，所述喷嘴式射流器16设置在分解炉C或预热器D的出口处的烟道I中。溶液储罐11中的卤盐溶液通过溶液输送泵12被逐渐泵出，再依次经过压力表13、流量计14和手动阀门15，在高速压缩空气的携带下经过喷嘴式射流器16，喷入到烟道I。溶液转变成气雾状态可以在烟气中快速混合均匀。

所述溶液储罐11、溶液输送泵12、压力表13、流量计14、手动阀门15以及喷嘴式射流器16均安装在第一安装框架内。上述整体式安装方式可以将所述卤盐溶液气相添加系统10整体运输至现场，简单组装连接供电、压缩空气等即可开始工作，无需复杂的现场施工。

所述喷嘴式射流器16由PFA、PVDF、PDFE、哈氏合金或Inconel材质制成。上述材质不易被卤盐溶液腐蚀，使用寿命长。

如图3所示，所述固体吸附剂喷射系统20包括料袋21、负压真空上料机22、料仓23、旋转阀24、下料计量机构25、风机26、分配器27以及喷射探针28，所述料袋21通过高压橡胶软管29与料仓23的进料口连通设置，其中，所述料仓23上还设有负压真空上料机22，所述下料计量机构25设置在所述料仓23的出料口和旋转阀24的进料口之间的通路上，所述旋转阀24的出料口通过高压橡胶软管29与分配器27连通设置，其中，所述分配器27上还安装有喷射探针28，所述喷射探针28设置在除尘器G的入口处的烟道I中，所述风机26设置在所述旋转阀24的进风口处。

其中，负压真空上料机22将固体吸附剂粉体物料从料袋21通过气力输送转移到料仓23内存储，气力输送动力由负压风机提供，整个粉体输送管路处于负压状态，有效地防止了粉体物料泄漏。位于料仓23下有一下料计量机构25，通过旋转阀24下料，被风机26产生的正压风输送到烟道I。输送的固体吸附剂通过高压橡胶软管29，再经过分配器27后通过喷射探针28喷射进入烟道I。

所述料袋21、负压真空上料机22、料仓23、旋转阀24、风机26、分配器27、喷射探针28以及下料计量机构25均安装在第二安装框架内。上述各部件均安装在第二安装框架内，可以整体地将固体吸附剂喷射系统20运输到现场，简单组装后连接供电、压缩空气等即可开始工作，无需复杂的现场施工。

在本实施例中，所述高压橡胶软管29可替换为无缝碳钢钢管。其中，所述高压橡胶软管29可根据现场复杂环境下的管道铺设，方便现场施工和拆装。当所述高压橡胶软管29替换为无缝碳钢钢管设置时，适用于现场永久构建。

本实用新型可用于控制生产工艺中有汞释放的固定污染源，本实用新型中的系统控制中心采集汞排放在线监测系统的数据，根据控制需要，调整卤盐溶液的添加量及固体吸附剂的添加量，以达到烟气中汞的最佳脱除效果；本实用新型采用卤盐溶液气相添加系统和固体吸附剂喷射系统的组合工艺进行烟气脱汞，脱汞效果佳，且卤盐溶液气相添加系统/固体吸附剂喷射系统的主要部件位于一个框架内，现场组装后即可工作，无需复杂施工过程。综上，本实用新型应用前景广阔。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。