[发明专利]氯化溴除汞复配液及用其进行烟气除汞的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境保护技术领域的燃煤烟气中汞排放的控制技术，具体是 一种氯化溴除汞复配液及用其进行烟气除汞的方法。

背景技术

汞则具有较强的毒性，尽管其在燃煤烟气中的浓度较低，但在环境中所造成 的危害却相当严重。由于我国的燃煤中汞含量普遍较高，且其燃煤使用量巨大， 使得我国成为世界上汞的污染最严重的国家之一。尽管我国已开始注重燃煤汞污 染的控制，但由于我国目前二氧化硫和氮氧化物问题污染尚未得到有效缓解，不 可能单独为除汞而大幅度增加烟气净化的设备投资和运行费用(目前国外所普遍 推行的活性炭喷射除汞技术的运行费用非常昂贵)，因此在技术开发和推广方面， 应重点考虑能同时去除三种污染物的综合治理技术。

燃煤烟气中的汞主要以颗粒汞(Hg^p)、气态二价汞(Hg²⁺)和气相零价汞(Hg⁰) 的三种形态存在，各组分所占的比例与燃煤中的卤素(主要是氯)含量关系非常 密切，氯元素越低，烟气中零价汞的比例就越高。颗粒汞一般可以由除尘装置去 除；气态二价汞(大多以汞化合物的蒸汽形式存在)易溶于水，可利用湿式脱硫 装置将其有效去除。而Hg⁰却易挥发、难吸附、难溶于水，湿式脱硫装置对其几 乎没有去除作用。即使采用目前国外所普遍采用的活性炭烟气喷射技术(ACI)， 对零价汞的去除效果也不理想，且其运行费用非常高，并导致煤灰中的含碳量过 高，影响其综合利用。也有人尝试使用催化氧化法，来氧化烟气中Hg⁰的元素汞， 但由于烟气中二氧化硫的存在催化剂有毒害作用，目前尚难以找到可长期稳定使 用的催化剂。加上这种方法又额外增加一个催化转化单元，增加了烟气净化系统 的复杂性和投资成本。可见，控制燃煤烟气汞排放的难点及关键技术问题是如何 有效地控制Hg⁰的排放。而我国燃煤中的氯含量普遍较低，零价汞在多数燃煤烟 气中所占的比例组成较高，因此开发有效的汞控制方法显得尤为迫切。

基于上述分析，若能通过一定的化学处理方法，将零价汞氧化为可溶性化合 物，则可以利用湿式脱硫装置将其与二氧化硫一起去除，从而达到多项污染物综 合治理的目的，简化了技术工艺，并大幅度节省投资和运行成本。

经对现有技术的检索发现，目前向烟气中添加的氧化剂来强化烟气中零价汞 的氧化的方法已得到广泛探索，其中利用添加卤素类氧化剂(特别是氯或溴)的 方法最受重视。专利JP2000325747、US2008107579分别提出了通过向燃煤中添 加氯化物等盐类来提高促进烟气中的零价汞的转化的方法，但是这种方法将会加 速锅炉炉膛及换热面的腐蚀；专利CA2418578直接将卤化物等盐类喷入热烟气中 来强化零价汞的转化，但这类物质的氧化活性较低，必须与其它吸附剂结合使用 才能取得较好效果；然而，上述过程所使用的含氯或含溴的盐类，对零价汞的氧 化活性较弱，导致氯或溴的投加量加大，既造成原料浪费，又可能造成二次污染。 另外，溴或其化合物效果较氯或氯化物好，但其成本较高，应尽量节省其使用量。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种氯化溴复配液及用其进行烟气除汞的 方法，对烟气中的汞和氮氧化物综合处理，能同时转化烟气中零价汞和氮氧化物 形态，通过此处理方法将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气，并将零价汞转化 为易被溶液吸收的汞化合物，再利用现有湿式脱硫设备将烟气中的二氧化硫和二 价汞同时去除。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所涉及的氯化溴除汞复配液，是以氯化溴为汞氧化活性组分，将其溶 解在由氨水、有机铵盐、氯化铵(或溴化铵)组成的复配液中。在高温下这些物 质分解产生能够氧化零价汞的卤素类原子和具有还原性的成分，在适当的温度下 将NO_x选择性还原为无害的氮气。

所述氯化溴复配液包含的组分为：氯化溴、氨、有机酸铵、卤化铵、水，它 们之间的重量比为0.5～15:2～10:3～15:2.5～8:50～90。

所述氯化溴是由氯气与单质溴或相应的溴盐溶液反应制得，其中溴盐是指溴 与碱金属或过渡金属间组成的无机盐及铵盐，可以其中1种或1种以上。当使用 溴盐溶液时，添加1～5％(占总溶液的重量比)的FeCl₃作为催化剂。

所述有机酸铵为脂肪酸铵、氨基酸铵、氨基磺酸铵中的1种或1种以上。