[实用新型]水煤浆气化产品气中汞的净化系统

说明书

技术领域

本实用新型具体涉及一种水煤浆气化产品气中汞的净化系统。

背景技术

水煤浆气化生产装置中，生产出的产品气中主要包括一氧化碳、氢气、汞等。汞是煤中有害微量元素之一，燃煤汞污染近些年来被世界公认为是继燃煤硫污染之后的又一大污染问题，由燃煤引起的汞的排放已对生态环境和人类健康造成了较大的影响。随着越来越多的水煤浆气化装置将陆续建成，通过对水煤浆气化装置产品气组分的监测，发现水煤浆气化过程中，大部分汞进入了产品气中，将成为环境污染的主要来源。

目前气体中汞的去除主要针对燃煤锅炉烟气中汞，烟气中的汞主要以三种形态存在，即元素汞(Hg⁰)、氧化态汞(Hg²⁺)和颗粒态汞(HgP)，不同形态的汞具有不同的物理和化学性质。氧化态汞溶于水且易附着在颗粒物上，因此排放到大气中的氧化态汞可以被常规的污染物控制设备除去，例如湿式烟气脱硫装置、惯性除尘器、静电除尘器或布袋除尘器。颗粒态汞也易于被除尘设备收集，且其在大气中的停留时间很短。但是，元素汞在空气污染物控制设备和除尘设备操作温度和高压下具有较高的饱和蒸气压力，极易挥发且难溶于水，因而湿法脱硫系统和颗粒物控制设备系统很难捕获元素汞，元素汞几乎全部排放到大气中。现在有发展前景的汞控制技术之一就是在烟气中喷入活性炭、飞灰等吸附剂。添加石灰石对烟气中气态汞形态的转化也有影响。另外有研究认为，钙基添加剂对于蒸汽态汞与烟气中其他成分的反应有一定的促进作用，也有利于汞的排放控制。通过这种物理与化学的作用，烟气中汞大部分被转化为颗粒状态而利于捕获，然后经后部污染物控制设备捕集颗粒，从而使烟气中汞向大气的排放大为减少。

CN201110171283.2公开了一种粉煤灰基吸附剂的制备方法，用于燃煤烟气中汞的脱除。该方法用粉煤灰、粘土、水泥、石灰、NaCl或NaBr、以及活性炭加水混合均匀，利用圆盘造球机制成粒径为10mm球形颗粒，常温下自然通风晾干，烟气中汞的吸附率可达85%以上，适用于燃煤电厂烟气汞的脱除。

CN201110282292.公开了一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法及系统，该系统使卤化物添加剂溶液进入锅炉本体参与燃烧反应，促进烟气中的汞的氧化，提高烟气中氧化汞的比例，从而提高锅炉尾部烟道中脱硝、脱硫以及除尘等烟气净化设备的协同脱汞效果，使烟囱中的烟气汞含量大幅度降低。

现有气体中汞的净化主要都是针对燃煤锅炉产生的烟气中汞的脱出，其不适用水煤浆气化产品气中汞的脱出，采用烟气中汞的脱出方法，将给水煤浆气化产品气带入新的污染物（粉尘等）。

实用新型内容

针对现有的水煤浆气化生产装置的现状及气化产品气的特点，本实用新型提供了一种水煤浆气化产品气中汞的净化系统。本实用新型具有操作简单，汞的去除率高，不影响装置正常生产的特点，特别适合于现有水煤浆气化产品气中汞的去除。

本实用新型水煤浆气化产品气中汞的净化系统，包括干燥管、八通阀、冷冻器和U型管，其中U型管在八通阀上可自由拆装，并以能自由放入或取出方式设置在冷冻器中，在低温下将产品气中的汞富集在U型管中，同时在U型管后串联一个内置巯基棉的U型管，在常温下富集残存的汞。

本实用新型中，通过八通阀并联连接一套冷冻器和U型管组合，当一套U型管富集汞后切换产品气至另一套U型管，保证净化系统的连续运行。经过一定时间后，已富集汞的U型管应迅速拆下用汞吸收液进行吸收。汞吸收液为高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液的浓度为2.0g/L～6.0g/L。

本实用新型中，冷冻器包括壳体和电致冷机，由电致冷机控制冷冻器壳体温度为-10℃～4℃。

本实用新型中，U型管为不锈钢材质，内径为20mm～25mm，壁厚为2.0mm～2.5mm。不锈钢的导热性较好，也不易与汞形成汞齐。

本实用新型中，内置巯基棉的U型管中装填3～5g巯基棉。巯基棉的制备过程如下：100mL硫代乙醇酸、10mL浓硫酸和50mL水于500mL烧杯中，混合均匀；放入20g脱脂棉，将棉花均匀浸润；置于烘箱中，于 40℃放置1天后取出，用水洗至中性；于40℃的烘箱中烘干，存于棕色瓶备用。

本实用新型解决了目前在水煤浆气化装置生产过程中产生的产品气中汞污染问题，操作过程简单，汞的去除率高；在保证现有装置正常生产情况下，经处理的产品气不会带入其他污染物，特别适合于现有水煤浆气化产品气中汞的去除。

附图说明

图1是本实用新型的工艺流程示意图；