一种复合多床可见光脱汞装置及方法与流程

本发明涉及一种燃煤、燃生物质电厂、钢厂烟气经过脱汞（hg）装置，达到脱出烟气中汞的目的。特别是指一种在脱汞装置中，添加催化剂（化学式：ag-agi-bi5o7br）的方法，通过对零价汞进行氧化，然后通过化学吸收法达到去除烟气中汞的目的。

背景技术：

汞是一种元素，所以其不能被消灭或创造。汞是环境中毒性最强的重金属元素之一，各种汞化合物的毒性差别很大。无机汞中的升汞是剧毒物质；有机汞中的苯基汞分解较快，毒性不大，而甲基汞进入人体很容易被吸收，不易降解，排泄很慢，特别是容易在脑中积累，毒性最大。烟气中汞主要以两种方式存在：元素汞（零价汞）和二价离子汞。汞可以通过聚集在动物的细胞中，而后形成有毒的物质甲基汞，对人类造成巨大危害。有关资料表明，对人类健康和生态环境造成危害的汞主要来自于燃煤电厂及钢厂等的烟气排放。煤中汞的含量根据煤种的不同（烟煤、次烟煤、褐煤）和来源地的差异差别较大。我国对煤燃烧烟气中汞的排放控制技术研究较晚。但是在国家对环保要求日益严格的今天，对汞排放控制技术进行深入研究具有重大意义。

目前多种汞的排放控制技术正在快速发展，用吸附剂吸收合成气中的元素汞和氧化汞是目前常采用的控制汞排放的方法。然而粉状活性炭作为有效的吸附剂，其优点是效率高，缺点是价格比较高。而且增加了除尘器的负荷。因此，吸附剂的吸附能力和成本是其能否被有效利用的关键因素。氧化法是利用催化剂（如ag-agi-bi5o7br）将烟气中的零价汞氧化成二价汞，再利用化学法进行吸收重新利用的方法，该方法成本较低，催化剂可以循环利用；另外二价汞可以通过化学方法吸收，制成汞产品加以利用。

因此，针对我国主要以燃煤为主的电厂、钢厂，开发投资成本低、节能、环保、实际运行经济效率高的可持续的脱汞环保技术就显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是一方面提供了一种复合多床可见光脱汞装置，用以脱除烟气中的汞；另一方面提供了利用该脱汞装置脱除烟气中汞的方法，具体是可以把经过脱酸塔脱除so2、nox和烟尘的烟气，引入该脱汞装置中，经过催化剂的氧化反应，达到把零价汞氧化成二价汞的目的，再通过化学吸收法吸收，达到脱除烟气中汞的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种复合多床可见光脱汞装置，包括有机玻璃固定床、鼓泡床、汞回收池，其中，所述有机玻璃固定床内放有催化剂载体，并用石英玻璃通过密封夹将催化剂载体密封在有机玻璃固定床内，催化剂载体上覆盖适量的催化剂；所述有机玻璃固定床通过管道与鼓泡床连接，鼓泡床内有催化剂颗粒；鼓泡床通过管道与汞回收池连接，所述有机玻璃固定床和鼓泡床的周围设置荧光灯。

进一步，所述催化剂载体上覆盖的催化剂或催化剂颗粒为ag-agi-bi5o7br。

进一步，所述鼓泡床包括料仓、布封板、排料口。

进一步，所述管道上设有风机。

进一步，所述催化剂载体为表面经过打磨处理的有机玻璃，表面形成大量的凹槽和凸起，比表面积增大，可以吸附大量催化剂。

一种复合多床可见光脱汞方法，包括以下步骤：

步骤1、在催化剂载体上覆盖适量的催化剂ag-agi-bi5o7br，放入有机玻璃固定床内，然后盖上石英玻璃，用密封夹将其固定压紧不漏气，打开荧光灯，对催化剂载体进行辐射；

步骤2、将催化剂颗粒通过料仓进入鼓泡床中，打开荧光灯对其进行辐射；

步骤3、烟气通过管道在风机的加压后，进入有机玻璃固定床与放入其中的催化剂载体上的催化剂进行反应，反应后的气体经过管道进入鼓泡床与催化剂颗粒继续反应，反应完全的气体经过管道进入汞回收池，完成汞的吸收回收，干净气体通过管道排出。

进一步，该方法还包括步骤4、烟气进入鼓泡床后经过布封板均匀分气，与催化剂颗粒进行反应；经过长时间反应后的催化剂颗粒，通过排料口排出炉外。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、烟气中产生的零价汞可以有效的被可见光催化剂氧化，氧化效率高，催化剂可以再生利用，无二次污染。

2、烟气中的二价汞，经过汞回收池化学吸收，达到去除二价汞的目的，效率高，无二次污染。

3、通过本发明技术的应用，可以有效降低烟气中汞的浓度，减少大气污染，烟气处理费用较低。

4、采用本发明后，烟气中的汞元素被有效收集，并可以做成汞产品，可以带来可观的经济收益。

5、本发明既解决了烟气中零价汞及二价汞的污染空气问题，又回收了烟气中的汞资源，效益较好，特别适用于新建的燃煤发电项目或改造的燃煤发电烟气治理项目。

6、本发明脱汞装置是干法脱汞，脱汞效率比湿法脱汞高。与湿法脱汞相比，干法脱汞后，二价汞最后进入汞回收池回收利用。催化剂可以连续使用；湿法脱汞：催化剂和水和二价汞混合在一起，催化剂难以再生利用，而且汞回收困难。

附图说明

图1为本发明的脱汞装置的结构示意图；

图2为有机玻璃固定床的结构示意图；

图3为鼓泡床的结构示意图；

图中：1、有机玻璃固定床，2、催化剂载体，3、石英玻璃，4、密封夹，5、管道，6、鼓泡床，7、催化剂颗粒，8、荧光灯，9、汞回收池。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

如图1所示，一种复合多床可见光脱汞装置包括有机玻璃固定床1、鼓泡床6、汞回收池9，其中，如图2所示，有机玻璃固定床1内放有催化剂载体2，并用石英玻璃3通过密封夹4将催化剂载体2密封在有机玻璃固定床1内，催化剂载体2上覆盖适量的催化剂，如可以为ag-agi-bi5o7br；有机玻璃固定床1通过管道5与鼓泡床6连接，鼓泡床6包括料仓61、布封板62、排料口63，如图3所示，鼓泡床6内有催化剂颗粒7；鼓泡床6通过管道5与汞回收池9连接。本实施例中，有机玻璃固定床1和鼓泡床6的周围设置荧光灯8。本实施例中，管道5上设有风机，用以将烟气进入脱汞装置内脱除汞。

本实施例中，催化剂载体2为表面经过打磨处理的有机玻璃，表面形成大量的凹槽和凸起，比表面积增大，可以吸附大量催化剂。

实施例2

采用实施例1的复合多床可见光脱汞装置脱除烟气中汞的方法包括以下步骤：

步骤（1）、在催化剂载体2上覆盖适量的催化剂ag-agi-bi5o7br，放入有机玻璃固定床1内，然后盖上石英玻璃3，用四个密封夹4将其固定压紧不漏气即可，打开荧光灯8，对催化剂载体进行辐射；

步骤（2）、将催化剂颗粒7通过料仓61进入鼓泡床6中，打开荧光灯8对其进行辐射；

步骤（3）、烟气通过管道5在增压风机的加压后，进入有机玻璃固定床1与放入其中的催化剂进行反应，反应后的气体经过管道5进入鼓泡床6与催化剂颗粒7继续反应，反应完全的气体经过管道5进入汞回收池9，完成汞的吸收回收，干净气体通过管道5排出；

步骤（4）、烟气进入鼓泡床6后经过布封板62均匀分气，与催化剂颗粒7进行反应；经过长时间反应后的催化剂颗粒7，通过排料口63排出炉外。

烟气中的汞经过有机玻璃固定床1脱除零价汞效率达到95%，再经过鼓泡床6脱除零价汞后效率可以达到99.9%以上，完全可以满足国家标准、美国标准及欧盟标准。

本发明利用复合多床可见光脱汞方法的原理为：hg²⁺的脱除效率较高，而hg⁰脱除效率很低。利用可见光催化氧化技术，照射含有催化剂的物质，使烟气通过时，发生光触媒氧化反应，将零价汞氧化成二价汞，提高总汞的脱除效率。当可见光照射后，价带上的电子被激发跃迁至导带，在价带上留下相应的空穴，产生电子-空穴对；催化剂具有较强的氧化性，能够将零价汞氧化成二价汞，从而得以脱除。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。