[发明专利]利用脱硫废水脱除燃煤烟气中元素态汞的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及一种脱除燃煤烟气中元素态汞的装置和方法，具体涉及一种利用脱硫废水脱除燃煤烟气中元素汞的装置和方法。

背景技术

随着工业化水平的不断提高，各种工业污染事件频发，引起了人们的广泛关注，尤其是工业排放的痕量重金属元素。汞，被列为痕量重金属污染物中最具毒害的污染物。资料显示，人类活动是大气中汞排放主要来源，而人为汞排放源中85％来自煤的燃烧。

目前燃煤烟气脱汞的主要方法分为两个方面，即吸附喷射技术法和以现有的空气污染控制装置为基础协同脱汞技术。吸附喷射技术法效率高，但燃煤电站需要处理的烟气量大，因此需消耗大量活性碳吸附剂，且吸附剂后续处理难，若处理不当易造成二次污染；利用现有污染控制装置协同脱汞的方法具有相对大的优势。燃煤过程中形成的氧化态汞(Hg²⁺)和颗粒态的汞(Hg_p)可分别通过湿法脱硫装置(WFGD)和粉尘处理设备(如ESP)得到脱除。而形成的元素态汞(Hg⁰)，稳定性极强，不溶于水，常以气态方式存在，排放后可长期停留在大气中，极易通过生物地球化学循环扩散引起全球性的汞污染。因此，如何控制火电厂污染物中Hg⁰的排放，成为了有效控制汞污染的关键。

脱硫废水主要是燃煤电厂石灰石/石膏法烟气湿法脱硫过程中，为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，从系统中排放一定量的废水。脱硫废水的pH为4.5-6.5，其中含有大量Cl^-、F^-、悬浮物等，这种高含盐量的外排脱硫废水对水体的直接危害极为严重，必须经过处理后达标排放。常规采用三联箱技术处理脱硫废水，系统配置复杂，废水处理成本高。专利201310424364.8，一种利用燃煤电厂的脱硫废水进行烟气脱汞的方法及系统中，公开了一种通过脱硫废水除汞的方法，但是其需要在使用的脱硫废水加入脱汞催化剂和卤素，这样不仅增加了脱汞成本，而且带来二次污染，增加后续废水处理费用，并且其除汞效率相对较低。此外，目前的相关的利用脱硫废水脱汞的方法进行脱汞，不能有效降低飞灰的比电阻，静电除尘器的效率低。

发明内容

因此，本发明的目的是针对目前存在的问题，提供一种利用脱硫废水脱除燃煤烟气中元素汞的装置和方法，不用添加额外的脱汞催化剂和卤素，单纯使用脱硫废水脱汞，避免了二次污染，降低成本，并且高效率地脱除烟气中的元素汞。

本发明提供方的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种利用脱硫废水脱除燃煤烟气中元素汞的装置，包括脱硝装置和除尘装置，还包括空气预热器和石灰石石膏脱硫装置，所述脱硝装置、空气预热器、除尘装置和石灰石石膏脱硫装置通过管道依次连接，所述石灰石石膏脱硫装置通过脱硫水泵与所述脱硝装置连接，所述脱硝装置与所述空气预热器之间还设有雾化烟道，所述雾化烟道的一端与所述脱硫水泵相连通，所述雾化烟道的另一端与所述空气预热器相连通。

优选地，所述雾化装置上还连接有气源，所述气源通过空气泵泵入雾化装置，通过空气泵将空气泵入雾化烟道喷嘴，在高速气流下，将脱硫废水雾化为细小的液滴，增加了与烟气中元素汞的接触面，进一步提高脱汞效率。优选地，所述石灰石石膏脱硫装置与所述脱硫水泵之间还设有脱硫废水箱，所述脱硫废水箱中放置有机硫，通过有机硫捕获脱硫浆液中的Hg²⁺，形成沉淀物从脱硫废水中分离出来，从而提高除汞效果。

优选地，所述脱硫废水箱与所述石灰石石膏脱硫装置之间还设有石膏旋流站组件，所述石膏旋流站组件的一端还连接有石膏浆液箱，且所述石膏浆液箱中的上清回流至所述石膏旋流站组件中，通过该装置一方面减少了脱硫废水中的悬浮物，避免雾化喷嘴磨损腐蚀，另一方面有利于脱硫石膏的综合利用。

优选地，所述石膏浆液箱的一侧还与真空皮带脱水机连接，另一侧连接至所述石膏旋流站组件的另一端，将其上清回流至所述石膏旋流站组件中。

优选地，所述石膏旋流站组件包括一个或多个石膏旋流站。

优选地，当所述石膏旋流站组件包括多个石膏旋流站时，所述多个石膏旋流站依次连接，所述多个石膏旋流站中的第一个石膏旋流站与所述石灰石石膏脱硫装置连接，所述多个石膏旋流站中的最后一个石膏旋流站与所述石膏浆液箱相连，所述第一个石膏旋流站中的脱硫浆液回流至最后一个石膏旋流站中，所述石膏浆液箱中的上清回流至最后一个石膏旋流站中。通过多个石膏旋流站的方式，能够进一步降低脱硫石膏的含水率，有利于脱硫石膏的综合应用