[发明专利]飞灰脱汞装置及脱汞方法

说明书

提供一种飞灰脱汞装置，包括：热解析单元，用于使飞灰中的汞挥发形成气态汞；等离子体反应器，用于将所述气态汞氧化成氧化态汞；以及吸附单元，用于吸附所述氧化态汞。还提供一种飞灰脱汞方法。本发明的装置和方法将飞灰的热解析和汞的超氧化过程有机结合，确保了汞从飞灰上的高效解析，从而实现飞灰的高效脱汞。

技术领域

本发明涉及一种大气环境治理领域，具体涉及对水泥协同处置的飞灰进行脱汞前处理的装置。

背景技术

水泥行业与燃煤、有色金属冶炼、废物焚烧、化工等行业同为排放含汞废气的主要污染源。《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2004)对该行业大气污染物汞排放有着0.05mg/m³限值，《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(HJ 662-2013)规定投加固废中汞的含量须低于0.23mg/kg。但是我国的水泥熟料生产普遍采用新型干法工艺，水泥熟料生产过程中汞的输出除了随烟气排放的汞以外，还有部分汞被固定在水泥熟料中及除尘器底灰中，由于新型干法工艺具有“返尘”的特点，仅少部分汞随烟气排入大气，而大部分冷凝于生料和返窑飞灰中的汞则在水泥窑内不断循环累积。汞在内部循环的过程中浓度逐渐的增大，飞灰中的汞可达到10-20mg/kg。高浓度的汞含量一方面造成了飞灰无法作为混合材料掺入配料系统，另一方面使得烟气中汞的含量在受到生料配料系统工况影响时会超标10倍。飞灰中富集的汞不仅影响了水泥熟料的生产和稳定达标排放，更制约了水泥窑作为重要保民生基础设施协同处置生活垃圾和危废的能力。

目前，飞灰的处置方式主要以水泥固化—危险废弃物填埋场、螯合稳定固化—生活垃圾填埋场这两种方式为主。由于飞灰填埋处置过程中存在监管时效性差、处理成本高等原因，导致我国目前仍有大量飞灰没有得到妥善处理，这些飞灰往往以各种形式偏离正规处置渠道；有的地方处理不规范，把飞灰跟炉渣混合，因为炉渣不是危险废物，它们被一起填埋到生活垃圾填埋场。还有的地方将飞灰规范处理，运到生活垃圾填埋场，却没有按要求进行分区填埋。同时飞灰稳定-固化处理在环境中的稳定性差，有效处置年限不得而知，而飞灰中含有高毒性的汞、二噁英，一旦渗出将对人类健康、环境带来巨大危害。

发明内容

为了解决现有新型干法水泥生产工艺中飞灰汞浓度不断循环累加的问题，本发明采用热解析、等离子体氧化以及环保功能材料相互结合的方法，提供了一种新的飞灰脱汞装置和脱汞方法。

本发明提供一种飞灰脱汞装置，包括：热解析单元，用于使飞灰中的汞挥发形成气态汞；等离子体反应器，用于将所述气态汞氧化成氧化态汞；以及吸附单元，用于吸附所述氧化态汞。

根据本发明的一实施方式，所述的飞灰脱汞装置还包括：冷凝器，能够使所述热解析单元中排出的气体中的所述气态汞冷凝。。

根据本发明的另一实施方式，所述的飞灰脱汞装置还包括：除尘器，用于除去从所述冷凝器中排出的含尘气体中的固体颗粒。

根据本发明的另一实施方式，所述热解析单元包括升华硫、硫化钠、柠檬酸和氯化钙中的至少一种添加剂。

根据本发明的另一实施方式，所述等离子体反应器包括线筒。

根据本发明的另一实施方式，所述吸附单元含有含巯基自组装纳米介孔二氧化硅、陶瓷纳米单分子多孔材料或。

本发明还提供一种飞灰脱汞方法，包括如下步骤：S1：热解析含汞飞灰，使汞挥发形成气态汞；S2：利用等离子体将所述气态汞氧化成氧化态汞；以及S3：用吸附材料吸附所述氧化态汞。

根据本发明的一实施方式，所述S1步骤之后还包括冷凝步骤，冷凝经过S1步骤后的气体中的气态汞。

根据本发明的另一实施方式，所述除尘步骤之后还包括除尘步骤，除去经过所述冷凝步骤后的含尘气体中的固体颗粒。

根据本发明的另一实施方式，所述S1步骤利用升华硫、硫化钠、柠檬酸和氯化钙中的至少一种添加剂。