一種燃煤煙氣除汞裝置及其使用方法和應用與流程

本發明屬于環保技術領域，涉及工業煙氣除汞設備，尤其是一種燃煤煙氣除汞裝置及其使用方法和應用。

背景技術：

重金屬元素汞是燃煤電站排放的重要的污染物之一，由于汞易揮發、劇毒、易積累、在大氣中停留時間長，對人類健康和環境有明顯危害，Hg及其化合物可通過呼吸道和皮膚等不同途徑侵入人體，造成神經性中毒和深度組織病變，所以不及時去除煙氣汞會對人類及環境造成極大危害。

燃煤中的汞排放控制可通過燃前或燃后煙氣控制，由于燃前控制對燃煤中汞的去除能力有限，因此從煙氣中除汞法是最主要控制途徑。煙氣中汞主要以顆粒態汞(Hg^p)、氣態二價汞(Hg²⁺)和氣態單質汞(Hg⁰)的三種形式存在，根據燃煤性質的不同，Hg⁰可占煙氣中總汞的20％～70％。單質汞可進行長達幾萬公里傳輸且在大氣中存留時間長，可造成全球范圍的長久性污染；氣體狀態的Hg²⁺可擴散到幾十至幾百公里，溶于水并隨降雨降雪降至地面造成污染。

目前，燃后脫汞技術主要有兩種方式，一是通過在煙氣中噴入吸收劑脫汞；二是通過改進現有的煙氣治理設備，使其也具有脫汞性能，從而實現脫硫脫氮除汞一體化應用。常見的吸附劑吸附汞主要有：(1)在煙氣中噴入活性炭，汞脫除率可達96％，但活性炭的吸附受二氧化碳影響、改性活性炭價格昂貴，運行成本高。(2)燃煤產生的飛灰能吸附煙氣中汞單質，但吸附后的汞難以處理，汞的緩慢揮發會造成二次污染。(3)其他類吸附劑如蛭石、硅藻土等，廉價易得，吸附容量大，處理效果好，無二次污染，在煙氣除汞方面具有良好的應用前景，但由于正處于試驗階段，很難實現產業化。若借助于濕法煙氣系統除汞，所增加運行成本不到活性炭吸附除汞運行成本的20％。但是，現有濕法脫硫系統因煙氣中單質汞難溶于水，當煙氣中的汞多以單質汞形式存在時，該法的除汞效率并不高。因此，亟需一種新的除汞設備。

通過檢索，尚未發現與本發明專利申請相關的專利公開文獻。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種燃煤煙氣除汞裝置及其使用方法和應用，該裝置操作簡便、除汞效率高、經濟環保，可廣泛應用于燃煤煙氣汞的脫除。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種燃煤煙氣除汞裝置，所述裝置包括煙氣排入系統，汞吸附/釋放裝置、再生氣系統、煙氣排出系統和回收系統，所述煙氣排入系統的輸出端與汞吸附/釋放裝置的輸入端相連接設置，所述再生氣系統的輸出端也與汞吸附/釋放裝置的輸入端相連接設置，所述汞吸附/釋放裝置的輸出端與煙氣排出系統的輸入端相連接設置，所述回收系統的輸入端也與汞吸附/釋放裝置的輸出端相連接設置；

所述汞吸附/釋放裝置能夠吸附、釋放汞元素，所述再生氣系統能夠產生再生氣，所述回收系統能夠對汞進行回收處理，且能夠排放再生氣。

而且，所述汞吸附/釋放裝置的外形設置為方形或者圓柱形。

而且，所述煙氣排入系統包括煙氣入口管和第一煙道擋板；

所述汞吸附/釋放裝置設置為內、外雙層結構，外層結構緊密設置于內層結構的外表面上，內層結構為汞吸附區，汞吸附區設置N層金屬濾網，外層結構設置為溫控裝置；

所述再生氣系統包括空氣壓縮機和第三擋板；

所述煙氣排出系統包括第二煙道擋板和煙氣出口管；

所述回收系統包括第四擋板、余熱回收系統和汞回收系統；

所述煙氣入口管的出氣端穿過外層結構與內層結構的輸入端相連通設置，在煙氣入口管的進氣端與內層結構的輸入端之間的煙氣入口管上設置第一煙道擋板，該第一煙道擋板能夠打開與關閉煙氣入口管，打開時則進氣，關閉時則停止進氣；所述空氣壓縮機的進氣端輸入空氣，該空氣壓縮機的出氣端與第一煙道擋板、內層結構的輸入端之間的煙氣入口管相連通設置，所述空氣壓縮機的出氣端與煙氣入口管之間設置第三擋板，該第三擋板能夠打開或切斷空氣壓縮機、煙氣入口管之間的連接；

所述煙氣出口管的進氣端穿過外層結構與內層結構的輸出端相連通設置，在煙氣出口管的出氣端與內層結構的輸出端之間的煙氣出口管上設置第二煙道擋板，該第二煙道擋板能夠打開與關閉煙氣出口管，打開時則出氣，關閉時則停止出氣；

所述余熱回收系統的輸入端與第二煙道擋板、內層結構的輸出端之間的煙氣出口管相連通設置，所述余熱回收系統的輸入端與煙氣出口管之間設置第四擋板，該第四擋板能夠打開或切斷余熱回收系統、煙氣出口管之間的連接，所述余熱回收系統的輸出端與汞回收系統相連接設置。

而且，所述金屬濾網的外表面緊密設置金、鋰、鈉、銣、銫、鋇、釹、鎵、鉈中的一種或兩種以上元素混合物的涂層，傾斜角度為30°～90°，孔徑為0.1～0.5mm，所述N大于等于1。

而且，所述溫控裝置的控溫范圍為0℃～500℃。

而且，所述汞回收系統為冷阱或汞反應裝置。

一種如上所述的燃煤煙氣除汞裝置的使用方法，其特征在于：步驟如下：

汞吸附：將汞吸附/釋放裝置的溫控裝置的溫度設置為20℃～60℃之間，第一煙道擋板和第二煙道擋板均打開，第三擋板、第四擋板均關閉，煙氣由煙氣入口管進入，經過汞吸附/釋放裝置的汞吸附區的金屬濾網，反應時間3～10s，利用汞齊原理，煙氣中汞元素被吸附，從煙氣中去除，煙氣經煙氣出口管排出；

汞釋放回收及汞吸附/釋放裝置再生：當汞吸附/釋放裝置吸附汞1～2個月，金屬濾網的吸附飽和度達到70％～90％，將吸附/釋放裝置的溫控裝置加熱溫度至100℃～300℃之間，第一煙道擋板和第二煙道擋板均關閉，第三擋板和第四擋板均打開，空氣壓縮機引壓力100～500Pa，風速3～10m/s的再生氣，經過汞吸附/釋放裝置的汞吸附區，金屬濾網吸附的汞在高溫下蒸發釋放，隨再生氣排出進入余熱回收裝置，然后再進入汞回收裝置，將汞回收處理，再生氣排放；同時，金屬濾網再生，可重復使用。

如上所述的燃煤煙氣除汞裝置在燃煤煙氣中汞的脫除方面的應用。

本發明取得的優點和積極效果是：

1、本發明裝置設置了煙氣排入系統，汞吸附/釋放裝置、再生氣系統、煙氣排出系統和回收系統，汞吸附/釋放裝置能夠吸附、釋放汞元素，再生氣系統能夠產生再生氣，回收系統能夠對汞進行回收處理，且能夠排放再生氣，該裝置利用汞齊原理對煙氣中的汞進行吸附、釋放，使汞吸附/釋放裝置再利用，汞元素進行回收或處理，該裝置使用簡便，操作便利，運行方便，同時其較好地解決了煙氣中除汞的問題，除汞效率高、徹底，環保效果顯著，可廣泛應用于燃煤煙氣汞的脫除。

2、本裝置利用汞齊原理對煙氣中的汞使用金屬濾網進行吸附，燃煤煙氣經過該裝置可將汞有效地吸附在金屬濾網表面并富集，然后加熱將吸附在金屬濾網上的汞進行釋放，使汞吸附/釋放裝置再利用，元素汞進行回收或處理，減少污染，除汞率達到90％以上。

3、本裝置的汞吸附/釋放裝置可再生，一次性投資，循環利用，節約了制造成本。

附圖說明

圖1為本發明的系統結構連接示意圖；

圖2為本發明的具體結構連接示意圖；

具體實施方式

下面以實施方式為例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。

本發明專利中未詳細描述的結構、連接關系和方法，均可以理解為本領域內的公開常識。

一種燃煤煙氣除汞裝置，如圖1所示，所述裝置包括煙氣排入系統12，汞吸附/釋放裝置13、再生氣系統15、煙氣排出系統14和回收系統16，所述煙氣排入系統的輸出端與汞吸附/釋放裝置的輸入端相連接設置，所述再生氣系統的輸出端也與汞吸附/釋放裝置的輸入端相連接設置，所述汞吸附/釋放裝置的輸出端與煙氣排出系統的輸入端相連接設置，所述回收系統的輸入端也與汞吸附/釋放裝置的輸出端相連接設置；

所述汞吸附/釋放裝置能夠吸附、釋放汞元素，所述再生氣系統能夠產生再生氣，所述回收系統能夠對汞進行回收處理，且能夠排放再生氣。

本發明裝置設置了煙氣排入系統，汞吸附/釋放裝置、再生氣系統、煙氣排出系統和回收系統，汞吸附/釋放裝置能夠吸附、釋放汞元素，再生氣系統能夠產生再生氣，回收系統能夠對汞進行回收處理，且能夠排放再生氣，該裝置利用汞齊原理對煙氣中的汞進行吸附、釋放，使汞吸附/釋放裝置再利用，汞元素進行回收或處理，該裝置使用簡便，操作便利，運行方便，同時其較好地解決了煙氣中除汞的問題，除汞效率高、徹底，環保效果顯著，可廣泛應用于燃煤煙氣汞的脫除。

在本實施例中，如圖2所示，所述煙氣排入系統包括煙氣入口管1和第一煙道擋板2；

所述汞吸附/釋放裝置設置為內、外雙層結構，外層結構緊密設置于內層結構的外表面上，內層結構為汞吸附區，汞吸附區設置N層金屬濾網9，外層結構設置為溫控裝置3；

所述再生氣系統包括空氣壓縮機11和第三擋板10；

所述煙氣排出系統包括第二煙道擋板4和煙氣出口管5；

所述回收系統包括第四擋板6、余熱回收系統7和汞回收系統8；

所述煙氣入口管的出氣端穿過外層結構與內層結構的輸入端相連通設置，在煙氣入口管的進氣端與內層結構的輸入端之間的煙氣入口管上設置第一煙道擋板，該第一煙道擋板能夠打開與關閉煙氣入口管，打開時則進氣，關閉時則停止進氣；所述空氣壓縮機的進氣端輸入空氣，該空氣壓縮機的出氣端與第一煙道擋板、內層結構的輸入端之間的煙氣入口管相連通設置，所述空氣壓縮機的出氣端與煙氣入口管之間設置第三擋板，該第三擋板能夠打開或切斷空氣壓縮機、煙氣入口管之間的連接；

所述煙氣出口管的進氣端穿過外層結構與內層結構的輸出端相連通設置，在煙氣出口管的出氣端與內層結構的輸出端之間的煙氣出口管上設置第二煙道擋板，該第二煙道擋板能夠打開與關閉煙氣出口管，打開時則出氣，關閉時則停止出氣；

所述余熱回收系統的輸入端與第二煙道擋板、內層結構的輸出端之間的煙氣出口管相連通設置，所述余熱回收系統的輸入端與煙氣出口管之間設置第四擋板，該第四擋板能夠打開或切斷余熱回收系統、煙氣出口管之間的連接，所述余熱回收系統的輸出端與汞回收系統相連接設置。

本裝置利用汞齊原理對煙氣中的汞使用金屬濾網進行吸附，燃煤煙氣經過該裝置可將汞有效地吸附在金屬濾網表面并富集，然后加熱將吸附在金屬濾網上的汞進行釋放，使汞吸附/釋放裝置再利用，元素汞進行回收或處理，減少污染，除汞率達到90％以上。

本裝置的汞吸附/釋放裝置可再生，一次性投資，循環利用，節約了制造成本。

在本實施例中，所述汞吸附/釋放裝置的外形設置為方形或者圓柱形；

或者，所述金屬濾網的外表面緊密設置金、鋰、鈉、銣、銫、鋇、釹、鎵、鉈中的一種或兩種以上元素混合物的涂層，傾斜角度為30°～90°，孔徑為0.1～0.5mm，所述N大于等于1；

或者，所述溫控裝置的控溫范圍為0℃～500℃；

或者，所述汞回收系統為冷阱或汞反應裝置。

本燃煤煙氣除汞裝置可廣泛應用于燃煤煙氣中汞的脫除中。

本發明燃煤煙氣除汞裝置的工作原理為：

汞吸附：汞吸附/釋放裝置的溫度設置為20℃～60℃之間，第一煙道擋板和第二煙道擋板均打開，第三擋板、第四擋板均關閉，煙氣由煙氣入口管進入，經過汞吸附/釋放裝置的吸附區金屬濾網，反應時間3～10s，利用汞齊原理，煙氣中汞元素被吸附，從煙氣中去除，煙氣經煙氣出口管排出。

汞釋放回收及汞吸附/釋放裝置再生：當汞吸附/釋放裝置吸附汞1～2個月，金屬濾網的吸附飽和度達到70％～90％，將吸附/釋放裝置加熱溫度至100℃～300℃之間，第一煙道擋板和第二煙道擋板均關閉，第三擋板和第四擋板均打開，空氣壓縮機引壓力100～500Pa，風速3～10m/s的再生氣，經過汞吸附/釋放裝置的吸附區，金屬濾網吸附的汞在高溫下蒸發釋放，隨再生氣排出進入余熱回收裝置，然后再進入汞回收裝置，將汞回收處理，再生氣排放。同時，金屬濾網再生，可重復使用。