[发明专利]一种采用添加剂和吸附剂的燃煤烟气脱汞方法

说明书

技术领域

本发明属于节能环保领域，特别是大气污染控制领域中的一种采用添加剂和吸附剂的燃煤烟气脱汞方法。

背景技术

随着经济的发展，社会对煤炭、石油等能源的消耗不断加剧，这些燃料的燃烧利用会产生SOx、NOx、粉尘、汞等诸多大气污染物，其中汞作为重金属污染物，通过呼吸、皮肤接触、饮食等方式进入人体后，导致各种神经系统、心血管系统疾病，对人体健康产生重大危害。在我国燃煤电厂、燃煤工业锅炉、有色金属冶炼、水泥行业是主要的汞排放源，占整个行业汞排放的80％以上，其中绝大部分又是燃煤电厂和工业锅炉烟气排放的汞。

由于我国的煤中氯含量低，煤燃烧过程中汞绝大部分都以气态元素汞(Hg⁰)的形式进入烟气中；随着烟气的冷却，部分Hg⁰同其他燃烧产物相互作用，一部分转化成气态氧化汞(Hg²⁺)和颗粒态汞(Hg^P)。这三种形态的汞的性质各不相同，其中Hg⁰难以从烟气中去除，Hg²⁺水溶性相对较好，易被脱硫设备洗涤脱除，而Hg^P则易被除尘设备捕集。目前，我国关于烟气汞控制方面还没有单独的汞控制装置，大部分利用现有的脱硝、除尘、脱硫设备进行污染物协同控制，虽然以上设备对汞有一定的脱除作用，但是其效率较低。

近几年，国内外关于烟气汞控制方面进行了大量研究，其主要的技术可分为两种，一种是汞的氧化吸收技术，该技术是通过在烟气中加入各类催化剂或氧化剂，加强Hg⁰在烟气中向Hg²⁺的转化，再利用脱硫装置把汞从烟气中去除，比如美国专利US8496894(2013)介绍了一种通过使用含卤素添加剂(碘和溴的单质或化合物)来控制总汞排放的技术和装置；中国专利CN 103223290 A(2013)公开了一种烟气除汞的烟气调质剂及其净化方法，调制剂选用溴化铵，利用烟气自身温度对烟气调质剂实施活化，活化的烟气调质剂对汞的氧化、吸附同时进行，再利用系统已有的烟气净化设备实现烟气脱汞。然而被脱硫系统大量吸收的Hg²⁺并不很稳定，在脱硫浆液里可重新还原成Hg⁰而释放到气相中，影响系统脱汞效率。

另一方面是汞的吸附技术，主要是利用吸附剂吸附烟气中的Hg²⁺和Hg^P，再利用除尘设备把汞从烟气中去除，比如，中国专利CN101417223A(2009)公开了一种改性碳基燃煤烟气汞吸附剂及其应用，吸附剂采用以卤盐和硫代硫酸盐溶液浸渍改性的活性碳；中国专利CN103480336A(2014)公开了一种采用磷酸和卤化铵盐改性双重处理的活性焦用于强化脱汞的技术。然而改性吸附剂虽能强化吸附烟气中的汞，但其主要吸附对象是Hg²⁺或Hg^p，而对Hg⁰的强化吸附能力还是存在局限性。

可以看出，目前在商业应用的汞氧化吸收或吸附脱汞等单一技术虽然或提高汞氧化率或提高汞吸附能力，但并没有根据他们的脱除机理整合到汞的系统控制，如果有效的耦合这两种技术，一方面把前面氧化的汞通过吸附剂吸收，避免大量汞被液相吸收后又重新再释放，另一方面通过吸附前的汞氧化，提高吸附剂吸附汞的能力，而且有效耦合这两种技术不是简单的算术加和，不仅提高整体脱汞效率，而且使氧化剂和吸附剂的用量都相应减少，实现成本的降低。

发明内容

本发明为了克服上述单一脱汞技术中的局限性，提供了一种采用添加剂和吸附剂的燃煤烟气脱汞方法。本发明不仅用于锅炉烟气脱汞外，还可以用于配备除尘、脱硫等烟气净化装置的金属冶炼、水泥、化工、石油炼制等行业的烟气脱汞。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种采用添加剂和吸附剂的燃煤烟气脱汞方法，所述添加剂为一种或几种溴化合物的混合物，其中，所述的溴化合物包括NaBr、KBr、NaBrO₃、KBrO₃、CaBr₂水溶液，其浓度分别为0.1～5mol/L，0.1～3mol/L，0.1～1mol/L，0.1～1mol/L，0.1～5mol/L；

所述吸附剂为活性炭、活性焦、载Br的改性活性炭中的一种或几种混合物，所述载Br改性活性炭的Br负载量为1～10wt％；

将所述的添加剂加入燃煤燃烧系统的锅炉，将吸附剂在烟气净化系统的除尘装置上游烟道喷射。