[发明专利]高效燃煤烟气脱硫脱汞方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于环境污染控制技术领域，特别涉及一种燃煤烟气脱硫脱汞的方法及其装置。

背景技术

我国是世界上SO₂和汞排放量最多的国家，其中75%的SO₂和65%的汞是燃煤排放产生的，因燃煤引起的污染形势十分严峻，我国除了对燃煤SO₂和颗粒物污染重点治理外，对汞为主的重金属污染防治也非常关注。目前国内外对不同的污染物控制大多采用单项技术，如美国能源技术实验室（NETL）开发的烟气脱汞技术采用活性炭喷射和除尘技术对汞的脱除率高达90%左右，但投资高，活性炭成本高，同时活性炭的洗脱困难，难以工业化推广应用，另外，由于治理不同的污染物而采用不同的治理设备，容易产生各种设备之间的不匹配、综合投资高、占地面积大、运行费高、维修不便等问题。

随即技术人员致力于研究能够同时脱除SO₂和汞的多项技术的组合。美国福斯特能源公司发明的一种从热烟道气中除去汞类物质的方法，通过向烟道中喷入氯化物盐溶液使烟气中的汞被氧化成为HgCl₂，结合烟气脱硝和湿法脱硫技术可实现对NO_x和SO₂的同时脱除。但该技术对零价汞的氧化效率不稳定，目前这项技术还没有工业化应用方面的报道。

日本荏原制作所发明一种电子束照射法的新型烟气净化技术，通过利用高能电子束的能量使烟气中的N₂、O₂和H₂O产生大量的自由基，可氧化烟气中的SO₂和零价汞，利用氨与酸反应生成硫铵，回收反应产物。但需要有放射线防护设施，运行费用较高、能耗大、维护量较大，目前工业化应用较困难。

国内开发利用静电除尘器产生的O₃将烟气中的零价汞氧化为可溶性的二价汞，结合湿法脱硫技术可实现脱硝脱硫脱汞的多污染物联合控制，目前这项技术正在研发阶段，还需要对脱汞效率的稳定性进一步研究。

由美国Dravo公司研究开发的湿式烟气脱硫(FGD)加金属螯合物多污染物控制技术，通过对传统的湿法FGD的溶液中加入金属螯合物实现脱硫脱汞，并将三价铁螯合物还原即可实现吸收剂再生。但该工艺吸收液的再生工艺复杂，运行成本高，同时对零价汞蒸气的去除效果较差，目前还没有实现工业化应用。

因而如何充分利用现有污染物控制技术，研究开发出一项适合我国国情的多污染物控制实用技术成为一个重大课题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种煤烟气脱硫脱汞的方法，其具有高效、投资低和运行成本低的优点。

本发明的另一目的是提供一种煤烟气脱硫脱汞的装置，其具有高效、低投资和低运行费用的烟气脱硫脱汞装置，适用于处理燃煤锅炉和垃圾焚烧烟气。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种燃煤烟气脱硫脱汞的方法，包括以下步骤：

（1）预先向烟道内喷水雾，使烟气降温至72-78℃，烟气经增湿降温处理后进入反应塔，通过水蒸汽输送器向反应塔中喷入石灰/Ca(OH)₂吸收剂与烟气混合，烟气中的SO₂与石灰/Ca(OH)₂反应，同时石灰/Ca(OH)₂吸收剂在水蒸汽输送被水蒸汽活化成为多微孔的细颗粒，吸附烟气中的汞蒸气；

大量的实验结果表明，反应塔底部收集的为粒径在100μm以上的少量石灰颗粒，这部分颗粒微孔较少，活性和脱硫脱汞性能较差；除尘器收集的主要为粒径在100μm以下的飞灰颗粒，这部分飞灰颗粒比表面积大、富含微孔。减少反应塔底水蒸汽输送器不仅可降低蒸汽的用量，更重要的是可提高吸收剂的活化率，吸收剂比表面积较同时循环反应塔底灰和除尘器底灰可提高25-35%，从而使吸收剂的脱硫效率提高8-15%，汞蒸气脱硫率提高15-20%。

（2）将烟气经脱硫脱汞后产生的飞灰通过袋式除尘器或电袋复合除尘器进行收集，由除尘器收集的部分飞灰经过水蒸汽输送器输送到反应塔的吸收剂喷入口与烟气混合后重新进入反应塔，进一步对烟气进行脱硫脱汞，其余的飞灰外运，净化后的烟气通过引风机送入烟囱排出。

所述烟气与吸收剂、循环飞灰混合后，经烟气分布器使颗粒物与烟气充分混合，以提高颗粒与SO₂及汞蒸气的混合均匀度。

所述循环飞灰与石灰的重量比为100:1-200:1，输送时间2-5秒。