[发明专利]烟气脱汞装置、燃烧系统以及烟气脱汞方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气处理领域，具体地，涉及一种烟气脱汞装置、燃烧系统以及烟气脱汞方法。

背景技术

随着经济社会的发展，人们越来越关注环境问题，为此对于燃烧系统，锅炉排出的烟气需要满足国家规定的大气污染物排放标准才能排放，例如，“火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)”规定，从2015年1月1日起，所有发电锅炉将执行汞及其化合物小于0.03mg/Nm³的排放浓度限值。

现有技术中，通常使用以下方法进行烟气中汞的脱除，即，使用各种脱汞吸附剂(如活性炭基、钙基、飞灰基吸收剂以及一些新型吸附剂等)或者安装各种形式的除尘器、选择性催化还原(SCR)脱硝装置和WFGD装置等。

然而，虽然上述方法都具有一定的脱除烟气中汞的功能，但是对于燃烧汞含量较高的煤种，即使采用了这些方法，汞的排放浓度也不能满足上述排放浓度限值的要求。特别是对于煤粉的富氧燃烧，由于富氧燃烧采用烟气循环，从而会使得烟气中的汞浓度要比传统空气燃烧中烟气的浓度高，这样现有的用于脱除传统空气燃烧中烟气的汞的方法无法满足富氧燃烧烟气脱汞的要求。此外，由于富氧燃烧烟气中二氧化碳浓度的大幅度提高(干烟气可达80％左右)，使用活性炭基、钙基、飞灰基吸收剂会对高浓度的二氧化碳产生较强的吸收/吸附作用，从而直接影响到烟气中汞的吸附/吸收作用，而且还会导致富氧燃烧二氧化碳的捕获效率降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟气脱汞装置，以克服现有技术中难以满足汞的排放浓度要求的问题，本发明还提供一种燃烧系统以及烟气脱汞方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种烟气脱汞装置，该烟气脱汞装置包括用于接收烟气并使烟气中的单质汞被氮氧化物充分氧化的脱汞单元。

优选地，所述脱汞单元包括反应器和压缩机，所述压缩机的入口用于通入烟气，所述压缩机的出口与所述反应器的入口连通。

优选地，所述脱汞单元包括设置在所述压缩机与所述反应器之间的第一冷凝器。

优选地，所述脱汞单元包括具有气体排出口和液体排出口的气液分离器，所述气液分离器设置在所述第一冷凝器与所述反应器之间。

优选地，该烟气脱汞装置包括串联设置的至少两个所述脱汞单元。

优选地，所述反应器包括位于上部的排气口和位于下部的排渣口，所述反应器的所述入口位于所述反应器的中部。

优选地，相邻的两个所述脱汞单元中，一个所述脱汞单元的入口与另一个所述脱汞单元的反应器的所述排气口连通。

优选地，该烟气脱汞装置包括循环管道，所述脱汞单元包括串联设置的第一脱汞单元和第二脱汞单元，所述第一脱汞单元的反应器的入口用于通入烟气，从所述第二脱汞单元排出的烟气通过所述循环管道循环至所述第二脱汞单元中再次脱汞。

本发明还提供一种燃烧系统，该燃烧系统包括锅炉，所述燃烧系统还包括所述烟气脱汞装置，所述烟气脱汞装置的脱汞单元与所述锅炉的烟气排出口连通。

优选地，所述燃烧系统为富氧燃烧系统。

优选地，所述燃烧系统包括依次连接在所述锅炉和所述烟气脱汞装置之间的除尘器和第二冷凝器。

本发明还提供一种烟气脱汞方法，该烟气脱汞方法包括以下步骤：

S：使烟气中的单质汞被氮氧化物充分氧化。

优选地，所述步骤S包括：在单质汞被氮氧化物充分氧化之前先将烟气进行压缩。

优选地，所述步骤S包括：在单质汞被氮氧化物充分氧化之前先将烟气进行压缩和冷凝。

优选地，所述步骤S包括：在单质汞被氮氧化物充分氧化之前先将烟气依次进行压缩、冷凝和气液分离。

优选地，多次重复步骤S直至将烟气中的汞全部脱除。

优选地，所述步骤S包括：

S1：将烟气分别进行一次压缩、一次冷凝和一次气液分离，然后使烟气中的单质汞被氮氧化物氧化；

S2：将反应后的烟气分别进行二次压缩、二次冷凝和二次气液分离，然后使烟气中的剩余的单质汞被氮氧化物再次氧化；

S3：重复步骤S2；

其中，当烟气中氮氧化物的浓度低于500ppm时，一次压缩和二次压缩的压力范围分别控制为10-15bar和20-30bar；

当烟气中氮氧化物的浓度高于500ppm时，一次压缩和二次压缩的压力范围分别控制为5-10bar和15-25bar。