[发明专利]一种具有同时可脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属的集成控制方法

说明书

技术领域

本发明属于燃煤烟气净化和除尘技术领域，特别是涉及一种具有同时可脱除燃煤可吸入颗粒物和重金属汞的集成控制方法。

背景技术

大气可吸入颗粒物已成为大气环境污染的突出问题，并且日益引起世界各国的高度重视。煤是中国目前及以后相当长一段时期内电站燃料的主体，煤粉燃烧在提供必需的热源和电力资源的同时，会带来严重的可吸入颗粒物污染。据统计：2005年我国燃煤电站排放的可吸入颗粒物的总量占发电用煤量的1.2-1.5％，约为6.34-7.92力吨。燃煤排放的可吸入颗粒物已成为大气可吸入颗粒物的主要来源。可吸入颗粒物由于其具有较大的比表面积，富集了大量的有毒重金属和有机物，并且能在空气中长时间停留，可引发大气能见度降低、城市空气质量下降、气温降低、植物生长缓慢等一系列环境问题，同时可对人体的呼吸系统、心血管系统、生殖系统和神经系统造成严重的损害，可吸入颗粒物已成为导致人类死亡率上升的主要原因。

重金属汞作为一种非常重要的全球性污染物而备受关注，即使是在浓度非常低的情况下，它对人类和野生动植物都有相当大的毒性，大气环境中汞的来源除一部分来自天然排放(例如火山活动和矿藏释放)外，很大一部分来自人为活动，其中煤燃烧所释放的汞就占有较大的比例(30％以上)。由于我国煤炭占能源结构比例比较大，所以燃煤Hg污染更加突出，对人类健康和环境有明显危害，Hg及其化合物可通过呼吸道、皮肤和消化道等不同途径侵入人体，造成神经性中毒和深部组织病变，而且汞毒性具有积累性，往往需几年或者十几年才有所表现，所以燃煤汞污染越来越被人们所重视。

鉴于燃煤可吸入颗粒物及重金属的严重危害以及单一污染物控制设备的不经济性，找到一种同时可脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属的集成控制技术已迫在眉睫。

目前，用于燃煤的烟气净化技术，如烟气除尘、烟气脱硫、烟气脱硝和脱除重金属等大都是单独进行技术开发，形成各自的技术体系和工艺流程，在目前的国内外燃煤电厂中，为了除去燃煤烟气中的颗粒物及重金属等，绝大多数采用至少两套以上独立的除尘系统，这种烟气净化系统存在设备占地面积大、投资成本高、操作复杂等缺点。在重金属脱除方面，目前大多数除尘器采用的是活性炭喷入技术，虽然此技术效果显著，但与此过程相关的运行费用(主要是活性炭的成本)较高，成为此项技术进一步推广应用的障碍。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是要提供一种具有同时可脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属的集成控制技术和方法。

本发明采用对烟气中的汞具有良好的吸附作用的飞灰残炭作为廉价吸附剂，以取代了传统的活性炭吸附剂，对于低汞浓度的燃煤烟气的汞(Hg°蒸汽)污染控制具有独特的优势。在烟气颗粒物进入袋式过滤器前，喷入飞灰残炭，进行有效地脱除烟气中的汞，其中飞灰残炭、石灰粉料和铁质飞灰的喷入量可根据入口烟气检测的情况分别进行控制；同时喷入石灰和飞灰中的铁系氧化物，在流化床反应器中，脱除燃煤烟气中的二氧化硫，尤其是富集在可吸入颗粒物表面上的二氧化硫；袋式过滤器中的滤料经掺碳纤维制作，掺碳纤维滤料具有丰富的微孔、比表面积和活性，在进行烟气过滤时，可以达到可吸入颗粒物(尤其是微米级和纳米级)和汞同时脱除的目的，从而进一步脱除汞蒸气，并且袋式过滤器灰斗中收集的物料可以进行循环利用，提高了物料的有效利用效率，以节约系统的运行成本。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种具有同时可脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属的集成控制方法，包括以下步骤：

(1)从燃煤飞灰的灰中分离出对重金属汞具有良好吸附作用的飞灰残炭；

(2)燃煤烟气经连接管进入飞灰残炭喷入口a段，与由飞灰残炭喷入口a喷入的飞灰残炭进行吸附反应，脱除烟气中的重金属汞；

(3)反应后烟气经缩放喷管加速进入流化床反应器，与由石灰粉料喷入口和铁质飞灰喷入口喷入的石灰粉料、铁质飞灰进行充分地混合，脱除烟气中的含硫氧化物、重金属(Hg°蒸汽)等；

(4)经流化床反应器处理后的烟气进入飞灰残炭喷入口b段，与由飞灰残炭入口b喷入的飞灰残炭进行吸附反应，从而进一步地脱除烟气中的重金属汞；

(5)处理后的燃煤烟气进入袋式过滤器，经掺碳纤维制作的滤袋过滤时，燃煤烟气中的可吸入颗粒物可被有效地脱除，同时，由于掺碳纤维滤料具有丰富的微孔、发达的比表面积和活性，对重金属汞(Hg°蒸汽)具有较好的吸附作用，可以有效地再次脱除重金属汞，从而实现同时脱除燃煤烟气中的可吸入颗粒物和重金属汞的目的；