CN101925393A - 燃煤锅炉的排气处理***及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的燃煤锅炉的排气处理***，包括通过添加氨(12)除去来自燃煤锅炉(11)的排气中的氮氧化物的脱硝装置(13)、回收除去氮氧化物后的气体中的热量的空气预热器(14)、除去热量回收后的气体中的烟尘的集尘器(15)、通过石灰/石膏法除去除尘后的气体中的硫氧化物并除去***的气液接触式的脱硫装置(16)、以及将脱硫并去除汞后的净化气体向外部排出的烟囱(17)，在所述排气处理***中，向从所述脱硫装置(16)内部或外部抽出的含有石灰石-石膏的料浆(21)添加氧化剂。

Description

燃煤锅炉的排气处理***及其方法
技术领域
本发明涉及从锅炉排气中出去汞的燃煤锅炉的排气处理***及其方法。
背景技术
由于在火力发电厂等的作为燃烧装置的锅炉的排气中含有毒性高的汞，所以从过去开始对用于从排气中除去汞的***进行了各种研究。
通常，在锅炉中设置有用于从排气中除去硫磺成分的湿式脱硫装置。对于在这样的锅炉中作为排气处理装置附设脱硫装置而成的排烟处理设备，由于2价***可溶于水，利用所述脱硫装置可容易捕集汞的事实已广为人知。
因此，近年来，对于将还原NOX的脱硝装置以及将碱吸收液作为SOX的吸收剂的湿式脱硫装置进行组合以处理该金属汞的方法、装置，进行了各种各样的设计(专利文献1)。
作为处理排气中的金属汞的方法，虽然基于活性炭、硒过滤器等吸附剂的除去方法为公众所知，但是仍然需要特殊的吸附除去手段，上述的除去方法不适用于发电厂排气等的大容量排气处理。
在此，作为处理大容量排气中的金属汞的方法，以往的脱硫方法通过下列公式(1)以及(2)所示的反应，大多采用使用了主要是气液接触式的脱硫装置的石灰/石膏法。
SO2+CaCO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2(吸收)…(1)
CaSO3·1/2H2O+3/2H2O+1/2O2→CaSO4·2H2O(氧化)…(2)
专利文献1：日本特开2007-7612号公报
然而，在气液接触式的脱硫装置内，将***(Hg2+)在石膏料浆吸收液(以下，称之为“料浆”或者“料浆吸收液”)中的吸附、固化，从而除去汞。此时，汞(Hg)的除去速度一般依存于石膏(CaSO4)的生成速度。
因此，为了提高汞的除去速度，需要提高石膏(CaSO4)的生成速度，但是煤炭中的汞(Hg)和硫磺(S)的比率依存于煤炭的性质和状态，从而存在难以只提高石膏的生成速度的问题。
因此，在使用硫磺(S)相对于汞(Hg)少的煤炭的情况下，含有石膏-石灰的料浆中的石膏的生产量少的情况下，汞(Hg)除去性能可能不足。
而且，通过添加空气或者富含氧气的空气使料浆成为氧化状态，从而防止***(Hg2+)的还原(Hg2+→Hg0)，并抑制零价汞(Hg0)向气相的再飞散。
然而，在排气中大量存在还原性物质的情况下，无法维持规定的氧化状态(氧化还原电位(ORP)值为+150mV以上)，从而存在无法抑制零价汞(Hg0)的向气相的再飞散的情况。因此，迫切期望比其他对策更能有效地除去排气中的汞。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供能够有效地除去燃煤锅炉的排气中的汞的燃煤锅炉的排气处理***及其方法。
用于解决上述问题的本发明的第一方案的燃煤锅炉的排气处理***包括：除去来自燃煤锅炉的排气中的氮氧化物的脱硝装置、回收除去氮氧化物后的气体中的热量的空气预热器、除去热量回收后的气体中的烟尘的集尘器、通过石灰/石膏法除去除尘后的气体中的硫氧化物并除去***的气液接触式的脱硫装置、以及将脱硫后的气体向外部排出的烟囱，所述排气处理***的特征在于，在含有石灰石-石膏的料浆中添加氧化剂。
根据本发明的第二方案，在第一方案中的所述氧化剂为锰化合物、臭氧、过氧化氢和氯系化合物中的任意一种或者它们的组合，氧化还原电位为150mV以上。
根据本发明的第三方案的燃煤锅炉的排气处理方法，其具备通过石灰/石膏法除去燃煤锅炉的排气中的硫氧化物并除去***的气液接触式的脱硫装置，该燃煤锅炉的排气处理方法的特征在于，在含有石灰石-石膏的料浆中添加氧化剂。
根据本发明的第四方案，在第三方案中的燃煤锅炉的排气处理方法，其特征在于，所述氧化剂为锰化合物、臭氧、过氧化氢和氯系化合物中的任意一种或者它们的组合，氧化还原电位为150mV以上。
根据本发明，来自气液接触的料浆吸收液的汞不会再飞散，从而能够提高排气中的汞和石膏的接触效率，从而促进汞的吸附、固定化。
附图说明
图1是实施方式的排气处理***的示意图。
图2是表示汞再飞散率(％)和ORP氧化还原电位(mV)的关系的图表。
附图标记说明
11燃煤锅炉
12氨
13脱硝装置
14空气预热器
15集尘器
16脱硫装置
17烟囱
21含有石灰石-石膏的料浆
22固液分离装置
23上清液
24石膏
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行详细地说明。需要说明的是，本发明并不限于该实施例。另外，下述实施例中的构成要素中包括对于本领域技术人员而言为显而易见的结构或者与其实质相同的结构。
实施例
以下，参照附图对本发明的实施例的燃煤锅炉的排气处理***进行说明。
图1是本发明的燃煤锅炉的排气处理***的示意图。
首先，图1所示，本实施方式的排气处理***包括：将供给作为燃料F的煤炭的燃煤锅炉11的排气中的氮氧化物通过添加氨12而除去的脱硝装置13、将除去氮氧化物后的气体中的热量回收的空气预热器14、将热量回收后的气体中的烟尘除去的集尘器15、将除尘后的排气中的硫氧化物通过石灰/石膏法除去并除去***的气液接触式的脱硫装置16、以及将脱硫、除去汞后的净化气体向外部排出的烟囱17，在该排气处理***中，从所述脱硫装置16内部或外部抽出的含有石灰石-石膏的料浆21添加氧化剂。
需要说明的是，图中的附图标记18为空气、19为氧化还原测量计(ORP计)、22为分离石膏24的固液分离装置，23为除去了石膏的上清液。
在此，所述氧化剂的添加场所，可以为气液接触塔(30A)、固液分离装置22的上游侧(30B)、或者下游侧(30C)中任意一个场所。
另外，通过供给所述氧化剂，脱硫装置内的料浆吸收液的氧化还原电位优选为150mV以上。
这是因为，如图2所示的“汞再飞散率(％)和ORP氧化还原电位(mV)”的关系图表所示，如果氧化还原电位为150mV以上、优选为175mV以上、进一步优选为200mV以上，则能够实现汞再飞散率的大幅度的降低。
在此，汞再飞散率(％)通过以下的公式求得。
汞再飞散率(％)＝(Hg0出口-Hg0入口)/(Hg2+入口)×100
作为所述氧化剂，比一般的用于ORP控制的氧气(空气)氧化能力更强的氧化剂为优选，例如可以列举出臭氧(O3)、过氧化氢(H2O2)、高锰酸钾(KMnO4)、氯系化合物(例如次亚氯酸钠(NaClO))等，但是本发明并不限于此。
另外，作为促进氧化还原的催化剂，也可以添加锰化合物(KMnO4、MnCl2)。
这样，根据本实施方式，通过使ORP计的电位成为150mV以上，防止***(Hg2+)的还原(Hg2+→Hg0)，抑制零价汞(Hg0)向气相的再飞散，从而能够提高排气中的水印的除去率。
另外，通过添加氧化剂以及根据需要添加锰化合物，而维持氧化状态，从而能够期待有效地将上述的ORP计的电位维持在规定值以上。
产业上的利用可能性
如上所述，根据本发明的排气处理***及其方法，可减轻汞的再飞散，从而能够提高汞除去效率，从而适用于排气中的汞排出量受到规定限制的情况。

Claims (4)

1.一种燃煤锅炉的排气处理***，包括：
除去来自燃煤锅炉的排气中的氮氧化物的脱硝装置、
回收除去氮氧化物后的气体中的热量的空气预热器、
除去热量回收后的气体中的烟尘的集尘器、
通过石灰/石膏法除去除尘后的气体中的硫氧化物并除去***的气液接触式的脱硫装置、以及
将脱硫后的气体向外部排出的烟囱，
所述排气处理***的特征在于，
在含有石灰石-石膏的料浆中添加氧化剂。
2.如权利要求1所示的燃煤锅炉的排气处理***，其特征在于，
所述氧化剂为锰化合物、臭氧、过氧化氢和氯系化合物中的任意一种或者它们的组合，氧化还原电位为150mV以上。
3.一种燃煤锅炉的排气处理方法，其具备通过石灰/石膏法除去来自燃煤锅炉的排气中的硫氧化物并除去***的气液接触式的脱硫装置，该处理方法的特征在于，在含有石灰石-石膏的料浆中添加氧化剂。
4.如权利要求3所示的燃煤锅炉的排气处理方法，其特征在于，所述氧化剂为锰化合物、臭氧、过氧化氢和氯系化合物中的任意一种或者它们的组合，氧化还原电位为150mV以上。
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