[发明专利]联合脱硫脱汞的湿式氨法烟气净化工艺及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤电站的烟气净化处理技术，具体地指一种联合脱硫脱汞的湿式氨法烟气净化工艺及其系统。

背景技术

煤是中国目前及今后相当长时期内电站燃料的主体，煤粉燃烧在提供必需热源和电力资源的同时，也会带来严重的汞Hg和二氧化硫SO₂污染。据统计，2003年我国燃煤电站向大气中排放的汞为86.8吨，废渣汞排放量为28.94吨，汞具有剧毒、高挥发性、在生物体内易于沉积且迟滞性长等特点，特别是排入大气的汞，其污染具有全球性。2005年我国燃煤电站排放的二氧化硫总量高达2549万吨，由此造成的酸雨区域已接近国土面积的40％，给我国生态环境和工农业生产带来了巨大的损失。因此，从根本上控制燃煤电站汞Hg和二氧化硫SO₂的排放已迫在眉睫。

目前，燃煤烟气脱汞的手段主要有燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞三种。由于燃烧前脱汞和燃烧中脱汞的技术对燃煤中汞的去除能力有限，故燃烧后脱汞仍是最主要的控制途径。燃煤电站烟气中的汞主要以气态单质汞Hg⁰、气态二价离子汞Hg²⁺和颗粒汞Hg^P这三种形式存在，其中气态单质汞Hg⁰约占烟气总汞含量的30～80％。通常，单质汞Hg⁰不溶于水，且挥发性极强，较难脱除，而二价离子汞Hg²⁺易溶于水，较易去除。

对于燃烧后烟气脱汞技术而言，人们通常采用吸收剂脱汞。吸收剂脱汞可以去除大部分的气态二价离子汞Hg²⁺，而单质汞Hg⁰却很难治理，即使采用国外普遍应用的活性炭烟气喷射技术(ACI)，对单质汞Hg⁰的去除效果也不理想，且活性炭消耗量过高，影响飞灰再利用，同时运行成本也很高。科技人员一直在努力研究能否直接利用已有的烟气净化装置如脱硫设备，通过合理改进，使之兼具脱汞的作用。

对于燃煤烟气脱硫技术而言，燃煤电厂主要采用石灰石-石膏脱硫法、海水脱硫法、循环流化床烟气脱硫法和湿式氨水脱硫法等。石灰石-石膏法脱硫和海水脱硫法存在占地面积大、系统复杂，能耗大、运行成本高的缺陷。循环流化床烟气脱硫法虽然系统简单、占地面积小、运行成本低，但对脱硫剂的质量要求高，且脱硫副产品亚硫酸钙很难综合利用。湿式氨水脱硫法具有占地面积小、投资和运行费用低、脱硫副产品为有价值的化学原料和农作物化肥等优点。因此，利用现有的湿式氨法脱硫设备，通过合理改进增强其脱汞性能，是实现联合脱硫脱汞的一种极具潜力的烟气净化技术。

研究表明：湿式氨法脱硫系统对烟气中的二价离子汞Hg²⁺有较高的吸收效率，可以同时实现脱硫脱汞，但采用现有的湿式氨法脱硫系统脱汞还存在以下问题：其一，因烟气中的单质汞难溶于水，当烟气中的汞多以单质汞形式存在时，该法的脱汞效率并不高；其二，吸收到脱硫剂浆液中的二价离子汞容易被铁、锰、镍等金属离子和亚硫酸根离子还原，并以单质汞的形态重新进入烟气，从而降低了实际除汞的效率；其三，进入脱硫废水或脱硫渣中的汞仍存在二次污染的可能。因此，提高湿式氨法脱硫系统的脱汞能力，同时减少二价离子汞Hg²⁺的还原，并对收集下来的汞进行合理处理，使之形成稳定、低毒的物质，是需要解决的核心问题。

公开号为CN1923337A的中国发明专利申请公开说明书介绍了一种利用臭氧O₃作为氧化剂同时氧化二氧化硫SO₂、一氧化氮NO和单质汞Hg⁰、然后利用碱液洗涤塔同时脱硫、脱硝和脱汞的方法，但该方法没有解决所吸收的二价离子汞Hg²⁺在洗涤塔内的还原问题，其实际脱汞效率不高，同时利用臭氧O₃将二氧化硫SO₂氧化成三氧化硫SO₃反而不利于脱硫，这是因为三氧化硫SO₃在洗涤塔内容易形成细小的气溶胶颗粒，阻止吸收浆液与三氧化硫SO₃的进一步反应。