[发明专利]控制烟气重金属污染物排放的大规模吸附剂改性耦合喷射系统

说明书

技术领域

本发明专利属于烟气重金属污染物排放控制技术领域，特别涉及一种控制烟气中重金属污染物排放的大规模吸附剂改性耦合喷射系统。具体是指在燃煤电厂等现场实现吸附剂大规模改性的耦合气力输送及喷射系统，通过吸附实现脱除烟气中多种污染物，如重金属(汞、砷、铅、镉、铬)以及强酸性气体(三氧化硫和氯化氢)等。

背景技术

重金属具有富集性，很难在环境中降解，排放到外界的重金属及其化合物对人体健康以及生态环境有危害大。以重金属汞为例，汞污染物具有化学性质稳定、挥发性强等特点，同时汞污染物在自然环境和生物有机体中具有累积性，所以大气中汞污染问题逐渐引起人们的重视。燃煤电厂等烟气所释放的汞是大气汞污染的主要来源，煤燃烧过程中会形成大量气态汞，气态汞会随着烟气一起排放到大气中。通过吸附剂吸附烟气中的气态汞是主流的燃煤烟气汞污染控制技术之一。该技术中，一般是将吸附剂喷射到烟道中吸附烟气中的气态汞。常用的吸附剂包括碳基吸附剂活性炭以及非碳基吸附剂如飞灰吸附剂等。吸附包括物理吸附和化学吸附，物理吸附能力相对较弱，为了提高吸附剂的吸附能力，通常需要对吸附剂进行化学改性。

活性炭比表面积较大，吸附能力较强，但价格昂贵。非碳基吸附剂如飞灰是燃煤电厂的煤粉经过燃烧后排出的一种工业固体废弃物，价格便宜，同时有很大的存量。我国对粉煤灰的利用率仅在30％～40％之间，主要用于建筑、水泥等行业。但飞灰对气态汞吸附性差，所以更需要对飞灰进行改性，开发出新型的飞灰基吸附剂。

中国专利CN102120174A公开了一种利用卤盐对粉煤灰进行浸渍改性处理的方法，这种方法中吸附剂需要在卤盐溶液中浸渍3～12小时，然后晾干12小时，最后需要放入真空烘箱中烘干24小时。该改性方法适用于实验室规模的研究，难以满足烟气量较大的燃煤电厂等所需吸附剂的喷射量。因此，如何在燃煤电厂对吸附剂进行大规模改性是目前急需解决的问题。

中国专利CN201614359U公开了一种连续粉体表面改性剂，这种改性剂适用于对无机非金属矿粉填料进行表面改性，物料在改性过程中，通过定子、转子之间的强烈摩擦产生的温度为100～125℃，药剂的熔点一般低于100℃，改性主机中物料和药剂的混合是固体和液体的混合以达到粉体表面改性的效果。

目前吸附剂喷射脱汞技术所使用的吸附剂都是以离线生产方式生产，自动化程度较低，并且改性后吸附剂含水率比原吸附剂高，堆积时间过长易造成结块，较难满足燃煤电厂等现场连续运行脱除汞等重金属污染物需求。为了实现对烟气中汞等重金属污染物以及强酸性气体污染物的控制，开发大规模吸附剂现场改性耦合喷射系统具有重要意义。

发明内容

本发明目的是提出一种实现控制烟气中重金属污染物排放的大规模吸附剂改性耦合喷射系统。其特征在于，吸附剂的改性与喷射同时进行，可在现场实现大规模改性，所述系统全部采用电控进行实时控制。经示范电厂试验，所述系统控制重金属(汞、砷、铅、镉、铬)污染以及强酸性气体如三氧化硫和氯化氢等污染物能力强，适用于工业过程烟气中多污染物的控制。

本发明通过以下方式来实现大规模改性耦合喷射：

所述的吸附剂储料罐1中存放着原始未改性吸附剂，工作时通过给料器2进入变频进料装置3中，改性药剂置于改性药剂罐4中。

吸附剂和改性药剂按照一定比例加入改性主机5中，未改性吸附剂在改性主机中发生高速碰撞并发生反应，改性后的吸附剂吸附能力大大提高，同时不会出现吸附剂结块现象。

所述的改性药剂罐4和改性主机5材料是不锈钢或内部喷上铁氟龙涂层，耐腐蚀和耐磨损性强。

所述的引风机7为大规模改性系统提供负压，改性后吸附剂受到引风机7的作用进入旋风分离器6中，引风机7出口与输送管道连接，这样可以保证吸附剂改性耦合喷射系统的封闭性，不存在物料质量损失。

所述的旋风分离器6中的改性吸附剂进入收集料斗8后，由进料器11控制进入气固混合加速器12，进料器11的进料速度与给料器2的进料速度基本一致，保证大规模改性耦合喷射系统的连续性。

所述的输送弯头13曲率半径是管径的6～12倍，管道内壁衬着3～5mm陶瓷管，有效地提高了输送弯头的使用寿命。

所述的罗茨风机9是吸附剂喷射系统的驱动元件，排空阀10起到调节输送管路所需风量的作用。系统压力损失过大时，罗茨风机9可换用空气压缩机。