一種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法和裝置的製作方法
2023-05-03 00:01:26
專利名稱：一種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法和裝置，特別涉及一種將石灰石-石膏溼法脫硫工藝的脫硫廢水用於燃煤中以促進燃煤中汞的形態轉化、提高汞的脫除性能的新型工藝，屬於環境保護技術領域。
背景技術：
汞汙染近年來引起國內學者的廣泛關注，燃煤電廠是主要的人為汞排放汙染源。 如果不採取控制措施，大部分的汞都會釋放到大氣，會引起一系列健康問題。我國最新頒布的《火電廠大氣汙染物排放標準》(GB13223-2011)已對汞的排放進行了限制。燃煤煙氣中汞的形態包括單質汞形態(Hg°)、氧化態汞(Hg2+)以及顆粒態汞(Hgp)。 Hg2+和Hgp都容易被常規汙染物控制設備或活性炭等吸附劑脫除，而Hg°卻很難脫除而釋放到大氣中，成為全球性循環汙染元素。煙氣中汞的形態分布對汞的脫除效率直接相關。研究發現，煙氣中氯元素的含量與汞的脫除效率有正相關關係，因此提高煙氣中氯的含量，不失為一種有效提高汞的脫除性能的方法。而煙氣中的氯來自煤，煤中氯含量直接影響汞的脫除性能。我國的煤中氯含量相對很低，因此影響了脫汞效果。國內外已有學者往燃煤中添加含氯物質，取得較好的脫汞效果；或者向煙氣中噴入氧化劑，但操作的速度壓力等不易控制。石灰石-石膏溼法脫硫是絕大部分電廠採用的脫硫技術，其產生的脫硫廢水中氯離子濃度約18-22g/L，一般以20g/L計，需要經過複雜化學處理後達到排放標準才能排放。 常規的脫硫廢水處理工藝存在系統複雜、成本高昂等問題。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法和裝置，既解決脫硫廢水處理工藝複雜、成本高等難題，同時提高燃煤煙氣中氯的含量以提高汞的脫除性能。本發明通過以下技術方案實現上述目的—種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法，將溼法煙氣脫硫廢水送至燃煤鍋爐的輸煤區，霧化後噴在煤上，控制廢水流量使煤中氯質量百分含量不超過0. 3 %，然後將煤送入制粉系統，制粉後送入鍋爐爐膛燃燒，廢水加到煤裡的氯以及煤裡自身的氯、汞隨著煤的燃燒釋放到煙氣中，氯在煙氣中促進Hg°向易於被脫除的Hg2+以及Hgp轉化。所述的溼法煙氣脫硫廢水中氯的含量為18-22g/L，每噸煤噴入0. 068 0. 163m3 廢水，優選每噸煤噴入0. 075-0. 15m3廢水。所述的溼法煙氣脫硫廢水加入到每噸煤裡的量相對較少，而且廢水經過制粉系統中的乾燥作用，水分蒸發而氯元素則留在煤裡，對制粉系統和鍋爐不會造成影響，爐膛燃燒溫度和常規一樣，低於2000°C。一種溼法煙氣脫硫廢水的利用裝置，包括廢水儲箱，廢水儲箱通過管道、漿液泵及流量計與噴嘴相通，噴嘴設在輸煤區輸煤皮帶上方，輸煤皮帶與煤制粉系統相連，煤制粉系統連接鍋爐。本發明脫硫廢水裡的氯加入煤裡，隨著煤的燃燒而進入煙氣。燃煤煙氣中氯含量的增加有利於不易被常規汙染物控制設備除去的Hg°向易於被脫除的Hg2+和Hgp轉化，從而提高汞的脫除性能。氯釋放到高溫煙氣中，一般以HCl的形式存在。研究認為，HCl並不是簡單地直接與汞元素發生反應，而是經過中間反應1)、2)、3)產生中間產物C1、C12、H0C1後再與Hg反應，如式4)-11)，研究表明Cl、C12、HC1對汞的氧化關係為=Cl > Cl2 > HCl，HOCl 也是氧化汞單質重要的中間介質。HCl的存在會對氧氣氧化汞起催化作用，SCR系統中存在少量HCl氣體時，汞的氧化率會大幅提高。l)4HCl+02 = C12+H20(430-475°C )2)HCl+0 = 0H+C13)C12+0H = C1+H0C14) Hg°+Cl+M = HgCl+M5)HgCl+Cl+M = HgCl2+M6)HgO+Cl2 = HgCl+Cl7)HgCl+Cl2 = HgCl2+Cl8)Hg°+HCl = HgCl+H9)HgCl+HCl = HgCl2+H10)Hg°+H0Cl = HgCl+OHll)HgCl+H0Cl = HgCl2+0H這樣形成的HgCl2在600°C以下是汞的穩定存在形態，易溶於水且更易吸附於飛灰、活性炭等顆粒上形式顆粒態汞(Hgp)，所以更容易被活性炭吸附以及被常規汙染物設備除去，最終提高汞的脫除性能。按此工藝，汞的脫除效率能在常規效率上提高2_50%。本發明無需經過複雜的化學處理，而提供了一種系統簡單、成本低廉、操作易行的處理脫硫廢水工藝，同時也是一種零成本提高脫汞效率的工藝，既克服了脫硫廢水處理成本高等困難，又實現汞的高脫除效率，都具有很高的環保效益，具有很好的應用前景。
圖1為本發明溼法煙氣脫硫廢水的利用的工藝流程圖；圖2為本發明溼法煙氣脫硫廢水的利用裝置結構圖；其中1.輸煤皮帶，2.廢水儲箱，3.管道，4.閥門，5.漿液泵，6.流量計，7.噴嘴， 8.鍋爐，9.煤制粉系統。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。如圖2所示，一種溼法煙氣脫硫廢水的利用裝置，包括廢水儲箱2，廢水儲箱2通過管道3、漿液泵5及流量計6與噴嘴7相通，噴嘴7設在輸煤區輸煤皮帶1上方，輸煤皮帶1 與煤制粉系統9相連，煤制粉系統9連接鍋爐8。
實施例1一種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法溼法脫硫系統出來的少量脫硫廢水無須經過複雜的化學處理而先在脫硫廢水儲箱2中儲存，廢水儲箱2與管道3直接相連，管道中有漿液泵5提供動力，水泵兩端有閥門4，流量計6控制其流量，通過噴嘴7將脫硫廢水霧化後均勻噴灑到鍋爐制粉系統的輸煤皮帶輸送的煤上。根據燃煤中氯含量一般0. 005% -0. 15%, 而超過0.3%時煙氣中氯含量過高會引起鍋爐等設備的腐蝕，脫硫廢水中氯含量以20g/L 計算，則根據每個電廠所用煤種的氯含量的不同，每噸煤噴入廢水量也各不相同，加入每噸煤中的脫硫廢水0. 075 0. 15m3/t範圍內。之後將煤制粉後送入鍋爐爐膛燃燒，廢水加到煤裡的氯以及煤裡自身的氯和汞隨著煤的燃燒釋放到煙氣中，氯在煙氣中促進Hg°向易於被脫除的Hg2+以及Hgp轉化。實施例2一種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法溼法脫硫系統出來的少量脫硫廢水無須經過複雜的化學處理而先在脫硫廢水儲箱2中儲存，廢水儲箱2與管道3直接相連，管道中有漿液泵5提供動力，水泵兩端有閥門4，流量計6控制其流量，通過噴嘴7將脫硫廢水霧化後均勻噴灑到鍋爐制粉系統的輸煤皮帶輸送的煤上。根據燃煤中氯含量一般0. 005% -0. 15%, 而超過0.3%時煙氣中氯含量過高會引起鍋爐等設備的腐蝕，脫硫廢水中氯含量以22g/L 計算，則根據每個電廠所用煤種的氯含量的不同，每噸煤噴入廢水量也各不相同，加入每噸煤中的脫硫廢水量在0. 068 0. 134m3/t範圍內。然後將煤制粉後送入鍋爐爐膛燃燒，廢水加到煤裡的氯以及煤裡自身的氯和汞隨著煤的燃燒釋放到煙氣中，氯在煙氣中促進Hg°向易於被脫除的Hg2+以及Hgp轉化。實施例3一種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法溼法脫硫系統出來的少量脫硫廢水無須經過複雜的化學處理而先在脫硫廢水儲箱2中儲存，廢水儲箱2與管道3直接相連，管道中有漿液泵5提供動力，水泵兩端有閥門4，流量計6控制其流量，通過噴嘴7將脫硫廢水霧化後均勻噴灑到鍋爐制粉系統的輸煤皮帶輸送的煤上。脫硫廢水中氯含量以18g/L計算，同理根據每個電廠所用煤種的氯含量的不同，每噸煤噴入廢水量也各不相同，加入每噸煤中的脫硫廢水量在0. 083 0. 163m3/t範圍內。然後將煤制粉後送入鍋爐爐膛燃燒，廢水加到煤裡的氯以及煤裡自身的氯和汞隨著煤的燃燒釋放到煙氣中，氯在煙氣中促進Hg°向易於被脫除的Hg2+以及Hgp轉化。上述雖然結合具體實施方式
進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。
權利要求
1.一種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法，其特徵是，將溼法煙氣脫硫廢水送至燃煤鍋爐的輸煤區，霧化後噴在煤上，控制廢水流量使煤中氯質量百分含量不超過0. 3 %，然後將煤送入制粉系統，制粉後送入鍋爐爐膛燃燒，產生的煙氣中氯與單質汞反應實現脫汞。
2.根據權利要求1所述的一種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法，其特徵是，所述的溼法煙氣脫硫廢水中氯的含量為18-22g/L，每噸煤噴入0. 068 0. 163m3廢水。
3.—種溼法煙氣脫硫廢水的利用裝置，其特徵是，包括廢水儲箱，廢水儲箱通過管道、 漿液泵及流量計與噴嘴相通，噴嘴設在輸煤區輸煤皮帶上方，輸煤皮帶與煤制粉系統相連， 煤制粉系統連接鍋爐。
全文摘要
本發明涉及一種溼法煙氣脫硫廢水的利用方法和裝置，該方法將溼法煙氣脫硫廢水送至燃煤鍋爐的輸煤區，霧化後噴在煤上，控制廢水流量使煤中氯的質量百分含量不超過0.3％，然後將煤送入制粉系統，制粉後送入鍋爐爐膛燃燒，廢水加到煤裡的氯以及煤裡自身的氯和汞隨著煤的燃燒釋放到煙氣中，氯在煙氣中促進Hg0向易於被脫除的Hg2+以及HgP轉化，從而提高脫汞性能。本發明無需經過複雜的化學處理，而提供了一種系統簡單、成本低廉、操作易行的處理脫硫廢水工藝，同時也是一種零成本提高脫汞效率的工藝，既克服了脫硫廢水處理成本高等困難，又實現汞的高脫除效率，都具有很高的環保效益，具有很好的應用前景。
文檔編號C02F1/58GK102500208SQ20111036894
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者喻敏, 張其龍, 張夢澤, 王鵬, 秘密, 董勇, 馬春元 申請人:山東大學