[发明专利]一种等离子体反应器联合覆膜滤袋的一体化烟气除尘脱汞装置及其处理方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气净化领域，涉及一种烟气除尘脱汞装置及其处理方法，尤其涉及一种等离子体反应器联合覆膜滤袋的一体化烟气除尘脱汞装置及其处理方法。

背景技术

燃煤电厂和石油化工领域，在其燃烧过程中会产生大量粉尘、SO_x、NO_x或重金属等多种污染物。近年来，随着环保法规的日益完善和人们环保意识的增强，细微颗粒物和重金属两种污染物因其对环境与人体具有极大的危害而受到了国内外研究者的高度重视。为了加大环保力度，改善环境，2014年5月16日新发布的锅炉大气污染物排放标准规定，新建燃煤锅炉颗粒物的最高排放浓度标准为50mg/m³，重点地区排放标准为30mg/m³，而单质汞的排放标准也降到0.05mg/m³。细微颗粒物主要是指空气动力学当量直径≤10μm的固体颗粒物，由于粒径较小，比表面积大大增加，易成为其他有毒有害物质(如酸性氧化物、有毒重金属等)的载体或反应体。细微颗粒物对环境和人类健康有很大危害，有研究显示，细微颗粒物特别是PM2.5对大气能见度的降低有着重要的影响，与粗颗粒物相比，细颗粒物(PM2.5)降低能见度的能力更强，是导致雾霾天气的主要原因。此外小于10um的颗粒能够通过鼻子进入肺部，引发呼吸道和肺部疾病。

对于烟气中颗粒物的脱除，工业上有除尘器的种类非常多，如现有的旋风除尘器和布袋除尘器等工业除尘技术，对细微颗粒物的脱除效果差，而静电除尘器和湿法除尘器难以捕集0.1～1μm的微尘颗粒。所以针对工业上细微颗粒物 的脱除，研究人员提出了多种新型高效除尘技术，如推广和完善低压降高效静电除尘、湿式静电除尘技术、电袋复合除尘技术和等离子体法等新型脱除细粒颗物的方法，以提高细微颗粒物的脱除效率。

烟气中的汞一般有三种形态：颗粒汞、氧化汞和单质汞。其中颗粒汞和氧化汞可以在后续的脱硫等装置中脱除，也可附在颗粒物上被除尘装置脱除，但由于单质汞的高挥发性和低水溶性，使其难以被上述装置脱除，而随烟气一起排放到大气中，造成环境污染。

CN 101693465A公开了一种吸附协同等离子体作用的一体化脱硝脱汞方法，是在含有一氧化氮和汞的气体中加入氮气并混合，使其通过峰值电压不低于3000伏特、脉冲电源频率不低于500赫兹的高频高压电场，实现同时脱硝脱汞。该方法虽然利用了吸附协同等离子体的方法，但是其对待处理气体中的细微颗粒物的脱除效果较差，同时对单质汞的去除效果也不理想。

CN 101716451A公开了一种放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的方法。所述方法将燃煤或焚烧烟气经电除尘或布袋除尘处理后，依次通过预洗涤塔、一级放电等离子体反应器、一级吸收塔、二级放电等离子体反应器和二级吸收塔。预洗涤塔用于烟气预净化、降温和吸收液浓缩；一级放电等离子体反应器用于NO氧化和细颗粒物荷电、捕集脱除；一级吸收塔用于SO₂、NO_x和荷电细颗粒物洗涤脱除；二级放电等离子体反应器用于元素Hg的氧化和酸雾、铵雾的荷电以及捕集脱除；二级吸收塔用于氧化态Hg和其它污染物的洗涤脱除。但该方法对细微颗粒物特别是PM2.5的脱除效果较差，并且其中的单质汞同样难以被脱除，而随烟气一起排放到大气中。

发明内容

针对上述现有技术对烟气中细微颗粒物特别是PM2.5以及单质汞难以被脱 除等问题，本发明提供了一种等离子体反应器联合覆膜滤袋的一体化烟气除尘脱汞装置及其处理方法。所述方法将等离子体与覆膜滤袋相结合，利用等离子体的作用使烟气中的粉尘产生荷电并发生凝并，同时等离子体中的含氧自由基可以氧化单质汞，然后气体在经过覆膜滤袋的时候，一方面可以脱除微尘，另一方面滤袋上的脱汞催化剂可以进一步氧化脱除单质汞，而等离子体产生的氧自由基可以提高催化剂活性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种烟气除尘脱汞装置，所述装置包括等离子体反应器和覆膜滤袋，所述覆膜滤袋与等离子体反应器为同轴结构，覆膜滤袋包覆于等离子体反应器的外壁。

本发明采用同轴结构可以使烟气先经过等离子体反应器使其中的细微颗粒物荷电凝并且进行预除尘，同时氧化部分的单质汞，然后烟气经等离子体反应器进入覆膜滤袋，在覆膜滤袋对单质汞进行进一步的脱除，以提高微尘与单质汞的脱除效率，并降低等离子能耗；并且，本发明为一体式结构，减小了设备的占地面积，操作简单，可以有效的节约运行成本。