[发明专利]一种燃煤电厂脱除Hg的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤电厂烟气净化领域，特别是设计一种燃煤电厂脱除Hg的方法及系统。

背景技术

我国的能源消耗是以煤为主，在能源结构中的比例高达75％以上。2002年UNEP评估报告指出我国燃煤造成的Hg排放占总汞排放的45％以上，成为全球范围内汞污染较严重的地区之一。2011年新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》中首次将Hg的排放纳入到限值中。目前，燃煤电厂的脱汞工艺大部分都是采用湿法脱汞，融合在脱硫塔当中，在湿法脱硫的过程中将烟气中的部分汞分离出来。但是这种脱除方法效果并不好，烟气中依然存在较大量的汞。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种燃煤电厂脱除Hg的方法，采用本方法能够将燃煤电厂烟气中大部分汞分离出来，与常规的脱汞方法相比，本发明的方法汞脱除率更高。

煤在燃烧时，煤中的汞以单质汞、氧化态汞、颗粒态汞的形式存在于烟气中。不同的汞具有不同的物理和化学性质，经过现有的污染物控制装置时，颗粒态的汞易于被除尘设备脱除，氧化态汞易溶于水被湿法脱硫装置脱除。而气态汞由于其易挥发和不溶于水的特性很难被除尘设备和湿法脱硫装置脱除，最终几乎全部排放到大气中。因此如果煤中汞含量较高，或者烟气中单质汞浓度较高，会导致汞排放不达标的情况。活性碳纤维是有机纤维经高温碳化活化制备而成的一种多孔性纤维状吸附材料，表面积大，吸附能力强，强度高，对汞的吸附能力强。

本发明基于活性碳纤维的强效吸附汞的特性，采用如下的技术方案：

一种燃煤电厂脱除Hg的方法，包括下述方法：首先采用湿法脱硫工艺对燃煤电厂的烟气进行脱硫，并祛除烟气中的氧化态汞；然后滤除烟气中雾滴；采用活性碳纤维层过滤除雾后的烟气。

前述的一种燃煤电厂脱除Hg的方法中，活性碳纤维层的截面为三角波形。调节三角波形的角度a可以在不改变烟道截面的情况下，根据需要调节烟气流速。烟气流速直接影响气态汞的分离效果，烟气流速过快会导致气态汞夹杂在烟气中通过活性炭纤维层，烟气流速过慢则不能满足电厂的功率要求，烟道截面面积和烟气流速是很难控制的，采用三角波形的活性炭纤维层可以在不改变烟道截面面积和烟气流速的前提下达到烟气流速的最佳值。

前述的一种燃煤电厂脱除Hg的方法中，活性碳纤维层的数量大于或者等于2，相邻的两层活性碳纤维层之间留有3-3.5米的距离。采用此间距是为了安装、检修、更换方便，因活性碳纤维层的高度为1-1.5米，所以3-3.5米的间距是为了吊装和检修方便。

前述的一种燃煤电厂脱除Hg的方法中，控制烟气以1m/s至2m/s的速度通过活性碳纤维层，可以根据烟气流动速度调节过活性碳纤维层的夹角a的角度。

假设原流速为u，则调节后流速为u’＝u/sin(a/2)

流速过快Hg还来不及吸附在活性碳纤维表面，造成Hg脱除效率下降。流速过慢会增加烟道截面积，造成成本增加。

同时本发明还提供了实现该方法的系统，包括湿法脱硫装置和除雾装置，除雾装置位于湿法脱硫装置的下游，还包括活性碳纤维脱汞装置，活性碳纤维脱汞装置位于除雾装置的下游。

前述的燃煤电厂脱除Hg的系统中，活性碳纤维脱汞装置包括外壳体，外壳体的下部设有进烟口，外壳体的上部设有出烟口，外壳体内进烟口和出烟口之间设有活性碳纤维层。

前述的燃煤电厂脱除Hg的系统中，活性碳纤维层的截面为三角波形。

前述的燃煤电厂脱除Hg的系统中，活性碳纤维层的数量大于或者等于2，相邻的两层活性碳纤维层之间留有3-3.5米的距离。烟气经第一层活性碳纤维层过滤后，气流中仍然会存在部分没有被分离出来的气态汞，由于烟气具有较高的温度，会促使气态汞进行氧化。两层活性碳纤维层之间的距离为3-3.5米，就是用于使烟气经初次过滤后仍然存在的气态汞充分氧化以便于更加有效的将其分离出来。经多次检测和实验结果验证，两层活性碳纤维层为3-3.5米时汞的分离效果最好。

与现有技术相比，本发明首先通过湿法脱硫将烟气中的氧化态汞分离出来，然后通过除雾装置将烟气中颗粒态的汞分离出来，最后通过活性碳纤维层将烟气中的气态汞分离出来，针对不同形态汞的特质采用不同的分离方法，并且，脱除气态汞的活性炭纤维层的截面为三角波形，进一步的提高了气态汞的脱除率，相较于常规的脱汞工艺本发明的方法分离效果更好。

附图说明

图1是燃煤电厂脱除Hg的系统的一种实施例的结构示意图。