[发明专利]可回收吸附剂的燃煤烟气吸附脱汞方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃煤烟气吸附脱汞方法及其装置，特别是可回收吸附剂的燃煤烟气吸附脱汞方法及其装置，属烟气净化领域。

背景技术

锅炉烟气含有多种有害物质，除含量较高的烟尘、SO₂、NOx外，煤中存在的汞元素在煤燃烧过程中通过烟气排放到大气中，给环境和人类健康带来的危害不可否视，因此，目前汞是继烟尘、SO₂、NOx之后需要严格控制排放的污染物。美国和欧盟等已经立法制定并明确了关于在燃煤电厂限制汞排放的具体要求和时间表，联合国环保署拟于2013年形成全球的约束性控汞法律。随着对环保要求的日益严格，我国对汞污染的控制也已经逐渐提上日程，2011年我国新修订颁布的大气污染物排放标准GB13223也首次将大气汞排放浓度纳入约束性指标要求，明确大气汞含量不得超过0.03mg/m³。燃煤烟气汞含量较高，特别是燃煤电厂每天排放的大量烟气对大气的汞污染影响极大，因此，燃煤电厂的烟气除必须进行传统的烟尘、脱硫、脱硝处理外，还需要增加脱汞工艺。

现有煤电厂烟气净化处理的经典流程多为：燃煤锅炉烟气先进入SCR脱硝装置脱硝，再经空气预热器降温，然后进入除尘器除去粉尘，最后经过脱硫塔脱硫，NOx、粉尘和SO₂均达标后入烟囱排放。现今，随着对汞污染控制要求的日益严厉，国外脱汞的煤电厂采用在现有的上述流程中增加活性炭吸附脱汞工艺，具体方法是：向电除尘器之前的烟道中添加活性炭吸附剂，活性碳进入除尘器，在除尘器中吸附汞，饱和活性碳混入飞灰(即粉煤灰)中被一同捕集。缺点是活性炭不仅吸附汞，对烟尘等也有吸附作用，从而使吸附剂用量增大；混入飞灰中的活性炭不能回收再利用，不仅增加脱汞成本，而且还会对后续的粉煤灰综合利用产生不利影响；例如用混有活性炭的粉煤灰制砖或制备水泥时，其中的活性炭在窑内被烧尽，使成品砖或水泥的品质下降，同时汞二次释放溢出，产生污染。

发明内容

本发明目的是提供一种可回收吸附剂的电厂燃煤烟气吸附脱汞方法，本方法在原有的烟气除尘、脱硫(或包含脱硝)系统中增加吸附脱汞工艺，而且可将吸附剂回收循环使用，减小吸附剂的消耗，脱出的高浓度汞气体可作为汞资源回收，降低烟气脱汞成本。本发明可回收吸附剂的电厂燃煤烟气吸附脱汞方法如下：

以粉末活性炭为吸附剂，通过气流输送至烟气除尘器出口与脱硫塔进口之间的烟气管路中，经喷枪喷射，使粉末活性炭充分分散在烟气中并吸附脱除其中的汞；将混有活性炭的脱汞烟气通过布袋过滤使气固分离，即脱汞烟气透过布袋，进入后续的脱硫工艺，未透过布袋的活性炭被捕集，在氮气保护及130～800℃条件下脱附再生，释放出气态汞，送汞回收系统；再生后的活性炭通过气流输送循环使用。

所述粉末活性碳是将市售活性碳在由NaBr、Na₂SO₄、草酸钠、丁醇和KI组成的混合物水溶液中，25～70℃恒温浸泡2-8小时，再超声波搅拌5-20min，过滤取固相，用低频微波干燥而得；所述NaBr、Na₂SO₄、草酸钠、丁醇和KI的摩尔比为(8～10)∶0.5∶0.5∶1∶2，所述混合物水溶液的重量浓度为25％～45％。

本发明将活性炭吸附剂以喷射方式加入除尘器出口烟道中，活性炭在除尘后的烟气中充分分散，可有效吸附脱除烟气中的汞，活性炭用量仅为常规工艺的1/3～1/2。由于烟气近乎无尘(含尘浓度小于100mg/NM³)，活性炭受烟尘干扰屏蔽小，并且捕集后的活性炭经过再生后可以循环使用，补充新鲜活性炭的消耗量仅为常规工艺的3-8％，且不影响飞灰品质，脱附释出的高浓度含汞气体可通过进一步提纯副产汞，实现资源化利用。活性炭在封闭系统中通过压缩空气的气流以管道输送，可实现自动化控制。此外，本发明用特殊配方的溶液对市售的普通活性碳进行活化处理，使它提高抗硫和吸附汞的性能，具有更高的活性和稳定性，溶液中的NaBr对汞选择性吸附作用显著，KI可进一步提高汞的吸附能力，丁醇对活性炭起到活化作用，Na₂SO₄有抗硫作用，草酸钠可提高处理后活性炭的稳定性。

综上所述，本方法脱汞效率高，吸附剂用量少并可再生循环利用，降低成本，而且吸附剂与飞灰分离，确保粉煤灰的后续利用价值，同时实现汞资源的回收利用。