一种水泥窑球状汞吸附剂及采用该吸附剂的循环吸附床的制作方法

本发明涉及水泥窑烟气处理领域，具体为一种水泥窑球状汞吸附剂及采用该吸附剂的循环吸附床。

背景技术：

1、水泥工业的汞排放在我国仅次于燃煤电厂和金属冶炼行业。《水泥工业大气污染物排放标准》规定，汞在窑尾大烟囱的排放限值为0.05mg/m3。汞输入水泥工业，主要来自生料、煤粉及消纳废弃物；而输出途径主要是废气排放，少量进入水泥产品中。生料和燃料进入预热器和窑后，，绝大部分汞变为气态汞挥发出来随废气流动，然后在余热锅炉后烟道中，烟气中的汞与c1逃逸出生料粉接触并被吸附，吸附了汞的生料粉随烟气进入收尘器被捕捉为回灰掺到生料中，被吸附的汞随着生料粉重新进入预热器系统，成为一个循环，极少量回灰进入水泥磨作为混合材。没有被收尘器捕捉的气态汞，随着水泥尾气排放到大气中，造成大气汞的排放。水泥工业汞的减排技术目前有：减少汞的输入量，利用汞循环富集为高浓度汞后外排，还有既有设备协同脱汞技术以及活性炭吸附脱汞、xmercury预热器系统脱汞和gmcs固定式固态吸附剂脱汞等专用脱汞技术。

2、cn103391803b减少来自水泥厂的汞排放。为例降低烟气中汞的含量，汞吸附剂任选地及优选地可在窖与微粒收集装置之间注入。通常，汞吸附剂在窖之后(以及在预热塔之后，若存在)注入。在注入后，汞吸附剂最终到达微粒收集装置并且成为所收集微粒的一部分。该方法中的这种可选步骤的好处是进一步减少来自水泥厂废气流的汞排放。吸附剂注入的特定优点是无论原料磨机是否运行，汞排放都降低。

3、cn110193268a一种水泥窑尾烟气汞排放实时控制系统，提供了一种水泥窑尾烟气汞排放实时控制系统，其包括固体吸附剂喷射系统、窑尾布袋收尘器、高含汞布袋收尘灰仓、水泥配料站高含汞布袋收尘灰仓和汞排放在线监测系统，可实时监测水泥窑系统排放烟气中的汞含量，并通过自动控制固体吸附剂喷射过程，捕集吸收烟气中的汞，使得汞从气相转移到固相中，得到高含汞布袋收尘灰，并由高含汞布袋收尘灰仓进行收集。这样完全避免了排放烟气的汞污染，同时单独回收高含汞布袋收尘灰，并将其作为水泥混合材料，实现资源的综合利用。

4、cn102892482a水泥厂的汞排放的减少-公开了一种方法中，在位于水泥厂的窑炉之后和微粒收集装置之前的一个或多个点处将粉末状活性炭吸附剂注入到所述水泥厂的气体流中。还提供了一种用于减少水泥厂的排放的设备，所述设备包括两个或更多个串联的床层，所述床层包括作为移动床的第一床层，和一个或多个作为固定床的其余床层，每个固定床均包含至少一种吸附剂，所述吸附剂能够吸收汞、烃以及盐酸中的至少一种。

5、cn102548638a消除汞排放尖峰的方法，将液体改性剂和固体粉状吸附剂喷入烟气中，将预热器气体转移到冷却装置中，所述的冷却装置做吸附反应器以便在原料磨不工作时提供汞吸收。

6、在其他文献中，有人提出另外一种固体粉末吸附剂吸附汞的工艺，在现有的水泥窑窑尾收尘器之后，增加固体粉末喷射装置，将汞吸附剂喷到烟气中进行脱汞，然后再增加一个收尘器用来收集汞吸附剂回用和保证烟囱粉尘排放达标。

7、如图1所示，现有技术的水泥生产工艺采用依次连接的预热器1、余热锅炉2、生料磨3、收尘器4、烟囱5。来自预热器1的烟气进入到余热锅炉2进行余热利用，烟气温度从300～320℃降低到200～220℃。经过余热回收的烟气一部分进入到生料磨3中用于烘干水泥生料，当不需要烘干物料时，则从旁路通过生料磨3,进入到收尘器4进行粉尘收集，达到粉尘的排放标准；净化后烟气通过风机排入到烟囱5并释放到大气中。

8、但是，上述文献和专利存在一系列的问题和缺点：

9、1)粉状汞吸附剂喷入烟气会伴随烟气进入到收尘器，与收尘器灰混合，无法分离，若该混合粉尘回用，则吸附下来的汞重新进入水泥窑生产系统，没有起到脱除的作用，若该混合粉尘处理(汞脱附)后回用，，造成脱附系统能耗增加、设备规模大的问题，若不回用改混合粉尘则造成极大的浪费。

10、2)在窑尾收尘器后增加喷射固体粉状汞吸附剂装置和收尘装置能够解决1)中提到的问题，但增加了收尘器等设备，增加投资，运行成本和占地。

11、3)固体粉状吸附剂喷射入烟气中，伴随烟气吸附汞及其化合物，由于接触时间有限，不能完全发挥汞吸附剂的吸附能力，造成浪费。

12、4)固定床吸附阻力大，系统能耗高，单塔运行存在吸附剂饱和更换需要停产问题，双塔运行时设备投资高，占地面积大。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种水泥窑球状汞吸附剂及采用该吸附剂的循环吸附床，汞吸附剂不会和收尘器灰混合，造成收尘器灰浪费，且降低汞的排放。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种水泥窑球状汞吸附剂，球状汞吸附剂从内到外分别是微珠层和汞吸附剂层，，球状汞吸附剂颗粒大小为20目～60目，整体密度300～350kg/m3。

3、所述球状汞吸附剂的微珠层为中空玻璃微珠或保利龙微珠。

4、所述球状汞吸附剂的汞吸附剂层为活性炭、赋硫改性活性炭、载溴改性活性炭、活性二氧化锰浸渍改性沸石的一种或几种。

5、所述汞吸附剂层颗粒通过有机粘结剂粘附在微珠层表面。

6、优选，所述有机粘结剂为环氧树脂。

7、优选，所述微珠层外径4mm，汞吸附剂层厚度1mm。

8、一种采用上述水泥窑球状汞吸附剂的循环吸附床，包括竖向并排设置的悬浮吸附段圆筒和沉降段圆筒，在悬浮吸附段圆筒底部设置有支撑筛网，悬浮吸附段圆筒底部连接到水泥窑的预热器和余热锅炉上，用于导入烟气，沉降段圆筒的顶部设置有出口管道，出口管道进口设置有分离筛网，出口管道出口连接到水泥窑的收尘器；悬浮吸附段圆筒上部与沉降段圆筒上部相连通，沉降段圆筒的底部为锥体，锥体的底部与悬浮吸附段圆筒下部一侧采用向下倾斜管路相通，在悬浮吸附段圆筒下部另一侧设置有吸附剂添加口；悬浮吸附段圆筒的直径小于沉降段圆筒的直径。

9、所述悬浮吸附段圆筒的风速控制＞7.6m/s，沉降段圆筒风速控制在2.75～7.1m/s。

10、所述悬浮吸附段圆筒直径：沉降段圆筒直径：q为烟气量，m3/h。

11、所述悬浮吸附段圆筒(h-5-3)下部设置的下倾斜管路上设置有饱和吸附剂排出口(h-5-7)。

12、本发明的有益效果是：降低汞的排放，使得水泥窑烟气排放达到环保标准。汞吸附剂不会和收尘器灰混合，造成收尘器灰浪费。循环使用汞吸附剂，充分利用汞吸附剂的吸附能力。减少汞吸附过程的阻力损失，减少设备占地、系统投资。

技术特征：

1.一种水泥窑球状汞吸附剂，其特征在于，球状汞吸附剂从内到外分别是微珠层和汞吸附剂层，球状汞吸附剂颗粒大小为20目～60目，整体密度300～350kg/m3。

2.根据权利要求1所述水泥窑球状汞吸附剂，其特征在于，所述球状汞吸附剂的微珠层为中空玻璃微珠或保利龙微珠。

3.根据权利要求1所述水泥窑球状汞吸附剂，其特征在于，所述球状汞吸附剂的汞吸附剂层为活性炭、赋硫改性活性炭、载溴改性活性炭、活性二氧化锰浸渍改性沸石的一种或几种。

4.根据权利要求1所述水泥窑球状汞吸附剂，其特征在于，所述汞吸附剂层颗粒通过有机粘结剂粘附在微珠层表面。

5.根据权利要求4所述水泥窑球状汞吸附剂，其特征在于，所述有机粘结剂为环氧树脂。

6.根据权利要求1所述水泥窑球状汞吸附剂，其特征在于，所述微珠层外径4mm，汞吸附剂层厚度1mm。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述水泥窑球状汞吸附剂的循环吸附床，其特征在于，包括竖向并排设置的悬浮吸附段圆筒(h-5-3)和沉降段圆筒(h-5-4)，在悬浮吸附段圆筒(h-5-3)底部设置有支撑筛网(h-5-1)，悬浮吸附段圆筒(h-5-3)底部连接到水泥窑的预热器(1)和余热锅炉(2)上，用于导入烟气，沉降段圆筒(h-5-4)的顶部设置有出口管道(h-5-6)，出口管道(h-5-6)进口设置有分离筛网(h-5-5)，出口管道(h-5-6)出口连接到水泥窑的收尘器(4)；悬浮吸附段圆筒(h-5-3)上部与沉降段圆筒(h-5-4)上部相连通，沉降段圆筒(h-5-4)的底部为锥体，锥体的底部与悬浮吸附段圆筒(h-5-3)下部一侧采用向下倾斜管路相通，在悬浮吸附段圆筒(h-5-3)下部另一侧设置有吸附剂添加口(h-5-2)；悬浮吸附段圆筒(h-5-3)的直径小于沉降段圆筒(h-5-4)的直径。

8.根据权利要求7所述采用水泥窑球状汞吸附剂的循环吸附床，其特征在于，所述悬浮吸附段圆筒(h-5-3)的风速控制＞7.6m/s，沉降段圆筒(h-5-4)风速控制在2.75～7.1m/s。

9.根据权利要求8所述采用水泥窑球状汞吸附剂的循环吸附床，其特征在于，所述悬浮吸附段圆筒(h-5-3)直径：沉降段圆筒(h-5-4)直径：q为烟气量，m3/h。

10.根据权利要求7所述采用水泥窑球状汞吸附剂的循环吸附床，其特征在于，所述悬浮吸附段圆筒(h-5-3)下部设置的下倾斜管路上设置有饱和吸附剂排出口(h-5-7)。

技术总结
本发明公开了一种水泥窑球状汞吸附剂及采用该吸附剂的循环吸附床，球状汞吸附剂从内到外分别是微珠层和汞吸附剂层，球状汞吸附剂颗粒大小为20目～60目，整体密度300～350kg/m<supgt;3</supgt;。所述球状汞吸附剂的微珠层为中空玻璃微珠或保利龙微珠。所述球状汞吸附剂的汞吸附剂层为活性炭、赋硫改性活性炭、载溴改性活性炭、活性二氧化锰浸渍改性沸石的一种或几种。所述汞吸附剂层颗粒通过有机粘结剂粘附在微珠层表面。本发明降低汞的排放，使得水泥窑烟气排放达到环保标准。汞吸附剂不会和收尘器灰混合，造成收尘器灰浪费。循环使用汞吸附剂，充分利用汞吸附剂的吸附能力。减少汞吸附过程的阻力损失，减少设备占地、系统投资。

技术研发人员：王永刚,程兆环,黄庆,唐新宇
受保护的技术使用者：天津中材工程研究中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15