[发明专利]一种烟气脱汞吸附剂再生方法

说明书

技术领域

本发明属于气体污染物治理领域，特别是煤炭燃烧烟气中重金属如汞的吸附，涉及一种烟气汞吸附剂的再生方法，尤其是复合金属氧化物汞吸附剂的再生方法。

背景技术

煤炭作为整个工业最重要的能源，煤燃烧产生的污染物除SO、NO_x和CO₂外，还有各种形态的汞，大量的汞释放于大气中对人类健康造成直接或潜在的危害。中国的煤炭中汞的质量分数平均值为0.22mg/kg。由于煤的大量燃烧，每年从燃煤中逸出的汞总量达1590t以上，约占全世界的50％。在煤的燃烧过程中，高温将煤中的汞气化为气态汞(Hg⁰)，随着燃烧气体的冷却以及气态汞与其他燃烧物作用，产生了氧化态汞(Hg²⁺)和颗粒汞(Hg^p)，这三种汞被统称为总汞。

火电行业目前已经成为汞污染控制的重点。国家环保部对燃煤电厂大气汞排放控制工作做了明确安排，将燃煤电厂大气汞污染防治工作纳入“十二五”规划,分别在我国的东、中、西部地区和不同产煤区选择若干个具有典型代表性的火电企业开展试点工作，这标志着我国汞污染控制将逐步提上日程。我国将于2014年1月1日起实施的《火电厂大气污染物排放标准》中，明确将汞的排放限定在0.03mg/m³。但是，目前我国汞排放的基本信息相当匮乏，治理技术较为落后。

如何提高烟气脱汞能力，实现经济高效可行的烟气脱汞成为当前研究的热点，国内外目前主要的脱汞技术包括：污染物控制装备脱汞、煤添加剂脱汞、吸附剂脱汞、氧化脱汞几类。

利用现有污染物控制装置脱汞，主要是对常见的除尘装置、湿法脱硫装置、SCR脱硝装置进行适当的改进，其投资较小，实施简单易行，但是仅能脱除Hg⁰，无法脱除Hg²⁺，总的脱汞效率较低；煤添加剂脱汞可以有效氧化Hg⁰，效率较高，运行费用较低，但是存在添加剂的后期处理较为复杂的问题；吸附剂脱汞效率较高，设备改造及运行简单，但是存在运行费用较高，影响飞灰的后期处理利用；氧化脱汞是利用氧化剂氧化Hg⁰，其脱汞效率较高，设备运行简单，但是存在氧化剂对于设备的腐蚀问题。目前来看利用改进已有除尘装备协同脱汞是比较经济的办法，但是随着环保法规的要求越来越高，吸附剂脱汞和氧化脱汞才是未来的发展方向。

吸附剂吸附脱汞技术的主要问题是吸附剂成本较高以及含汞固体废弃物的处理。因此众多学者都致力于研究廉价高效的汞吸附剂，但是依然无法解决含汞固体废弃物处理的问题，因此开发可以回收的汞吸附剂是解决这一问题的有效办法，一方面可以回收吸附剂上的汞，避免其污染环境，另一方面吸附剂可再生使用可以进一步降低处理费用。

目前国内外的相关研究主要涉及汞吸附剂及其制备方法的改进，较少涉及汞吸附剂的再生。实际上，由于汞吸附剂发生的物理吸附和化学吸附，有部分被吸附的汞是气态汞(Hg⁰)和颗粒汞(Hg^p)，这两种组分在吸附剂中难于进一步处理，因此造成汞吸附剂的逐渐失活，而失活的汞吸附剂中的汞处理不当又会造成新的二次污染。

CN202942787U提出了一种污染物脱除工艺/吸附剂再生工艺可切换的烟气净化系统，所述系统包括：两个或多个固定床反应器；用于吸附剂再生的再生加热装置；用于控制污染物脱除工艺/吸附剂再生工艺切换的待净化烟气阀门和净烟气阀门；所述固定床反应器内设置有：一与烟气进口连接的中心管；设置于中心管外侧的用于烟气净化的第一吸附层和第二吸附层；所述中心管上端与烟气出口连接。所述系统可在一个固定床反应器内进行烟气内的污染物脱除工艺以及吸附剂再生工艺，并可实现不同固定床反应器之间污染物脱除工艺和吸附剂再生工艺之间的切换。

CN203140020U涉及一种活性半焦烟气脱硫脱硝剂的热再生装置，包括热风炉、循环泵、空冷器、热再生炉和筛分装置，所述热再生炉由上至下分为进料段、加热段、冷却段和排料段，吸附饱和的活性半焦烟气脱硫脱硝剂自热再生炉顶端加入，并缓慢向下移动，焦炉气经热风炉燃烧后生成的混合气、变压吸附分离后的O₂和水蒸汽混合后从热再生炉加热段的下部通入，与向下移动的半焦烟气脱硫脱硝剂换热并对其进行扫吹，加热和吹扫后的半焦经冷却段冷却后从排料段排出，再经过筛分装置最终完成失活半焦烟气脱硫脱硝剂的热再生；再生反应后气体从热再生炉加热段的上部排出，经空冷器空冷后再经循环泵和热风炉闭路循环利用。

发明内容