一種燃煤電廠脫除Hg的方法及系統與流程

2023-05-01 15:37:31 2

本發明涉及燃煤電廠煙氣淨化領域，特別是設計一種燃煤電廠脫除Hg的方法及系統。

背景技術：

我國的能源消耗是以煤為主，在能源結構中的比例高達75％以上。2002年UNEP評估報告指出我國燃煤造成的Hg排放佔總汞排放的45％以上，成為全球範圍內汞汙染較嚴重的地區之一。2011年新頒布的《火電廠大氣汙染物排放標準》中首次將Hg的排放納入到限值中。目前，燃煤電廠的脫汞工藝大部分都是採用溼法脫汞，融合在脫硫塔當中，在溼法脫硫的過程中將煙氣中的部分汞分離出來。但是這種脫除方法效果並不好，煙氣中依然存在較大量的汞。

技術實現要素：

本發明的目的在於，提供一種燃煤電廠脫除Hg的方法，採用本方法能夠將燃煤電廠煙氣中大部分汞分離出來，與常規的脫汞方法相比，本發明的方法汞脫除率更高。

煤在燃燒時，煤中的汞以單質汞、氧化態汞、顆粒態汞的形式存在於煙氣中。不同的汞具有不同的物理和化學性質，經過現有的汙染物控制裝置時，顆粒態的汞易於被除塵設備脫除，氧化態汞易溶於水被溼法脫硫裝置脫除。而氣態汞由於其易揮發和不溶於水的特性很難被除塵設備和溼法脫硫裝置脫除，最終幾乎全部排放到大氣中。因此如果煤中汞含量較高，或者煙氣中單質汞濃度較高，會導致汞排放不達標的情況。活性碳纖維是有機纖維經高溫碳化活化製備而成的一種多孔性纖維狀吸附材料，表面積大，吸附能力強，強度高，對汞的吸附能力強。

本發明基於活性碳纖維的強效吸附汞的特性，採用如下的技術方案：

一種燃煤電廠脫除Hg的方法，包括下述方法：首先採用溼法脫硫工藝對燃煤電廠的煙氣進行脫硫，並祛除煙氣中的氧化態汞；然後濾除煙氣中霧滴；採用活性碳纖維層過濾除霧後的煙氣。

前述的一種燃煤電廠脫除Hg的方法中，活性碳纖維層的截面為三角波形。調節三角波形的角度a可以在不改變煙道截面的情況下，根據需要調節煙氣流速。煙氣流速直接影響氣態汞的分離效果，煙氣流速過快會導致氣態汞夾雜在煙氣中通過活性炭纖維層，煙氣流速過慢則不能滿足電廠的功率要求，煙道截面面積和煙氣流速是很難控制的，採用三角波形的活性炭纖維層可以在不改變煙道截面面積和煙氣流速的前提下達到煙氣流速的最佳值。

前述的一種燃煤電廠脫除Hg的方法中，活性碳纖維層的數量大於或者等於2，相鄰的兩層活性碳纖維層之間留有3-3.5米的距離。採用此間距是為了安裝、檢修、更換方便，因活性碳纖維層的高度為1-1.5米，所以3-3.5米的間距是為了吊裝和檢修方便。

前述的一種燃煤電廠脫除Hg的方法中，控制煙氣以1m/s至2m/s的速度通過活性碳纖維層，可以根據煙氣流動速度調節過活性碳纖維層的夾角a的角度。

假設原流速為u，則調節後流速為u』＝u/sin(a/2)

流速過快Hg還來不及吸附在活性碳纖維表面，造成Hg脫除效率下降。流速過慢會增加煙道截面積，造成成本增加。

同時本發明還提供了實現該方法的系統，包括溼法脫硫裝置和除霧裝置，除霧裝置位於溼法脫硫裝置的下遊，還包括活性碳纖維脫汞裝置，活性碳纖維脫汞裝置位於除霧裝置的下遊。

前述的燃煤電廠脫除Hg的系統中，活性碳纖維脫汞裝置包括外殼體，外殼體的下部設有進煙口，外殼體的上部設有出煙口，外殼體內進煙口和出煙口之間設有活性碳纖維層。

前述的燃煤電廠脫除Hg的系統中，活性碳纖維層的截面為三角波形。

前述的燃煤電廠脫除Hg的系統中，活性碳纖維層的數量大於或者等於2，相鄰的兩層活性碳纖維層之間留有3-3.5米的距離。煙氣經第一層活性碳纖維層過濾後，氣流中仍然會存在部分沒有被分離出來的氣態汞，由於煙氣具有較高的溫度，會促使氣態汞進行氧化。兩層活性碳纖維層之間的距離為3-3.5米，就是用於使煙氣經初次過濾後仍然存在的氣態汞充分氧化以便於更加有效的將其分離出來。經多次檢測和實驗結果驗證，兩層活性碳纖維層為3-3.5米時汞的分離效果最好。

與現有技術相比，本發明首先通過溼法脫硫將煙氣中的氧化態汞分離出來，然後通過除霧裝置將煙氣中顆粒態的汞分離出來，最後通過活性碳纖維層將煙氣中的氣態汞分離出來，針對不同形態汞的特質採用不同的分離方法，並且，脫除氣態汞的活性炭纖維層的截面為三角波形，進一步的提高了氣態汞的脫除率，相較於常規的脫汞工藝本發明的方法分離效果更好。

附圖說明

圖1是燃煤電廠脫除Hg的系統的一種實施例的結構示意圖。

附圖標記：1-溼法脫硫裝置，2-除霧裝置，3-進煙口，4-活性碳纖維脫汞裝置，5-出煙口，6-活性碳纖維層，7-外殼體。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的說明。

具體實施方式

燃煤電廠脫除Hg方法的實施例1：一種燃煤電廠脫除Hg的方法，包括下述方法：首先採用溼法脫硫工藝對燃煤電廠的煙氣進行脫硫，並祛除煙氣中的氧化態汞；然後濾除煙氣中霧滴；採用截面為三角波形的活性碳纖維層過濾除霧後的煙氣，具體的控制煙氣以1m/s至2m/s的速度通過活性碳纖維層。

燃煤電廠脫除Hg方法的實施例2：一種燃煤電廠脫除Hg的方法，包括下述方法：首先採用溼法脫硫工藝對燃煤電廠的煙氣進行脫硫，並祛除煙氣中的氧化態汞；然後濾除煙氣中霧滴；採用截面為三角波形的活性碳纖維層過濾除霧後的煙氣，具體的控制煙氣以1m/s至2m/s的速度通過活性碳纖維層。其中，活性碳纖維層的數量大於或者等於2，相鄰的兩層活性碳纖維層之間留有3米的距離。

燃煤電廠脫除Hg方法的實施例3：一種燃煤電廠脫除Hg的方法，包括下述方法：首先採用溼法脫硫工藝對燃煤電廠的煙氣進行脫硫，並祛除煙氣中的氧化態汞；然後濾除煙氣中霧滴；採用截面為三角波形的活性碳纖維層過濾除霧後的煙氣，具體的控制煙氣以1m/s至2m/s的速度通過活性碳纖維層。其中，活性碳纖維層的數量大於或者等於2，相鄰的兩層活性碳纖維層之間留有3.5米的距離。

燃煤電廠脫除Hg系統的實施例1：一種燃煤電廠脫除Hg的系統，包括溼法脫硫裝置1和除霧裝置2，除霧裝置2位於溼法脫硫裝置1的下遊，還包括活性碳纖維脫汞裝置4，活性碳纖維脫汞裝置4位於除霧裝置2的下遊。

具體的，活性碳纖維脫汞裝置4包括外殼體7，外殼體7的下部設有進煙口3，外殼體7的上部設有出煙口5，外殼體7內進煙口3和出煙口5之間設有活性碳纖維層6，活性碳纖維層6的截面為三角波形；活性碳纖維層6的數量大於或者等於2，相鄰的兩層活性碳纖維層6之間留有3米的距離。

燃煤電廠脫除Hg系統的實施例2：一種燃煤電廠脫除Hg的系統，包括溼法脫硫裝置1和除霧裝置2，除霧裝置2位於溼法脫硫裝置1的下遊，還包括活性碳纖維脫汞裝置4，活性碳纖維脫汞裝置4位於除霧裝置2的下遊。

具體的，活性碳纖維脫汞裝置4包括外殼體7，外殼體7的下部設有進煙口3，外殼體7的上部設有出煙口5，外殼體7內進煙口3和出煙口5之間設有活性碳纖維層6，活性碳纖維層6的截面為三角波形；活性碳纖維層6的數量大於或者等於2，相鄰的兩層活性碳纖維層6之間留有3.5米的距離。