CN206138984U - 一种硫硝汞协同控制的烟气净化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硫硝汞协同控制烟气净化装置，包括有锅炉、脱硫塔和烟囱，在所述锅炉和所述脱硫塔之间设置有引风机，所述引风机通过脱硫塔入口连接烟道与所述脱硫塔连接；所述脱硫塔与所述烟囱通过脱硫塔出口连接烟道连接；所述脱硫塔入口连接烟道内有紫外线发生器。锅炉产生的烟气流经内部布置有紫外线发生器的烟道后进入脱硫塔，紫外线发生器产生的短波紫外线(波长≤200nm)与氧气分子作用生成活性氧原子(O*)和臭氧(O3)，臭氧具有强氧化性，可将烟气中以一氧化氮为主要存在形式的氮氧化物转化成易于被吸收的二氧化氮，将零价汞氧化为可被吸收的高价汞(Hg2+)，从而在脱硫塔(尤其是湿法脱硫塔)内脱除下来。
Description
技术领域
本实用新型涉及能源环保领域，尤其涉及一种硫硝汞协同控制的烟气净化装置及方法。
背景技术
我国经济的持续高速增长引发了对能源的巨大需求，1978年～2014年，一次能源消费从5.7亿吨提高到38.4亿吨(标准煤)。我国煤炭在一次能源生产和消费中的比例长期占70％以上，近年比例虽有所下降，但限于我国能源资源禀赋特点等客观条件，煤炭在我国将来相当一段时期内的能源消费结构中仍会居于主导地位。煤炭的消耗产生了大量的SO2、NOx、重金属(如汞)等污染物，引发了严重的环境污染，造成了巨大的经济损失，同时严重影响人们的身体健康，已成为制约社会可持续发展的重要因素之一。
在国家政策的强力推动下，我国脱硫行业得到了高速增长。截至2013年底，我国已投运火电厂烟气脱硫机组容量约7.2亿千瓦，占全国现役燃煤机组容量的91.6％。我国90％以上的脱硫机组采用的是石灰石-石膏法等湿法烟气脱硫技术，该技术通过碱性吸收液与烟气的接触实现SO2的脱除，但是由于烟气中NOx主要以NO的形式存在，同时相当一部分汞以零价汞的形式存在，而NO和零价汞由于难以溶于水故无法被脱除下来。此外，石灰石-石膏法脱硫常常由于副产物石膏存在汞的二次释放，影响石膏的品质和利用。近年我国颁布执行的《火电厂大气污染物排放标准》和相关行业以及地方标准在进一步强化SO2控制的同时，也对NOx、汞等提出了更为严格的排放要求。目前，国内外主流的烟气脱硫、脱硝和脱汞工艺虽然可实现二氧化硫、氮氧化物和汞的脱除，但需要各自独立进行，即分别建设脱硫、脱硝和脱汞装置，存在流程冗长，投资和运行费用高、占地面积大、故障率高等缺点。因此，如何结合目前已经建成的脱硫设施同时实现对NOx、汞等污染物的有效控制,同时提升脱硫性能，已成为我国目前所面临的一个迫切问题。
目前在协同脱硫、脱硝、脱汞方面已取得了一定的进展，如在脱硫装置中添加高锰酸钾、重铬酸钾、次氯酸盐等强氧化物质，在脱硫的同时可取得一定的脱硝脱汞效果，但此类办法存在一些不足之处，如新引入的添加剂中的锰离子、铬离子等导致重金属等二次污染；次氯酸盐易反应生成氯气，存在一定的安全隐患等。
因此，开发更加环保高效的烟气净化装置和方法，特别是通过结合现有脱硫装置实现NOx和汞的有效脱除，避免再单独加设庞杂的脱硝脱汞设施，同时提高湿法烟气脱硫对二氧化硫的综合治理效果，促进我国烟气治理产业的发展具有重要的意义。
目前锅炉等燃烧装备多种污染物脱除工艺存在以下不足：一是分别设置脱硫、脱硝和脱汞装置，***冗长复杂，投入大，故障率高；二是所采用的添加剂中会导致重金属或有害物质释放等二次污染，存在一定的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是，提供一种硫硝汞协同控制脱除，操作方便的硫硝汞协同控制的烟气净化装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的方案是：该硫硝汞协同控制烟气净化装置，包括有锅炉、脱硫塔和烟囱，在所述锅炉和所述脱硫塔之间设置有引风机，所述引风机通过脱硫塔入口连接烟道与所述脱硫塔连接；所述脱硫塔与所述烟囱通过脱硫塔出口连接烟道连接；所述脱硫塔入口连接烟道内有紫外线发生器。
锅炉产生的烟气流经内部布置有紫外线发生器的烟道后进入脱硫塔，紫外线发生器产生的短波紫外线(波长≤200nm)与氧气分子作用生成活性氧原子(O*)和臭氧(O3)，臭氧具有强氧化性，可将烟气中以一氧化氮为主要存在形式的氮氧化物转化成易于被吸收的二氧化氮，将零价汞氧化为可被吸收的高价汞(Hg2+)，从而在脱硫塔(尤其是湿法脱硫塔)内脱除下来。
进一步的改进在于，在所述脱硫塔入口连接烟道外侧还设置有与所述紫外线发生器相连接的紫外线发生器辅助设备。
紫外线发生器辅助设备的作用在于为紫外线发生器供电、和用于冷却紫外线发生器工作过程中产生的热量；紫外线发生器辅助设备，具体指电源、冷却***等辅助装置。
进一步的改进在于，所述脱硫塔内具有脱硫增效剂注入管，并通过所述脱硫增效剂注入管与位于脱硫塔外的脱硫增效剂注入泵相连，所述脱硫增效剂注入泵和脱硫增效剂储存罐相连。
设置脱硫增效剂注入管的目的在于，通过在脱硫塔内加入脱硫增效剂改善脱硫脱汞效果，脱硫增效剂由二钾己二酸盐和己二酸，或者由甲酸钠和甲酸组成，脱硫增效剂的存在能够促进碳酸钙等吸收剂的溶解，促进SO2在液膜中的吸收反应的进行，加速SO2气液迁移速度，改善湿法烟气脱硫产物的离子传递过程，提升脱硫效果；同时，脱硫增效剂形成缓冲溶液，在一定程度上可稳定脱硫塔内pH值，有利于反应过程稳定进行，净化后的烟气经由脱硫塔出口连接烟道导入烟囱排放。
进一步的改进在于，所述紫外线发生器的紫外线发射极呈网状围绕在所述脱硫塔入口连接烟道内。
上述结构设置使得紫外线发射极布满整个脱硫塔入口连接烟道的烟气必经之处，烟气中以一氧化氮为主要存在形式的氮氧化物转化充分；但由于紫外线发射极呈网状围绕，不会对烟道形成堵塞。
进一步的改进在于，所述脱硫塔出口连接烟道与所述脱硫塔的上端相连；所述脱硫增效剂注入泵与所述脱硫塔的底部相连。
本实用新型的硫硝汞协同控制的烟气净化装置可用于燃煤、燃气、燃油和生物质锅炉等燃烧设备的烟气治理，可以在改善脱硫效果的同时实现脱硝脱汞的目的，操作方便，具有很好的经济效益和环境效益。
附图说明
下面结合附图和本实用新型的实施方式进一步详细说明：
图1是本实用新型的硫硝汞协同控制烟气净化装置结构图；
图2是图1中A部分的放大示意图；
其中：1-锅炉；2-引风机；3-紫外线发生器；4-紫外线发生器辅助设备；5-脱硫塔入口连接烟道；6-紫外线发射极；7-脱硫塔；8-脱硫增效剂储存罐；9-脱硫增效剂注入泵；10-脱硫增效剂注入管；11-脱硫塔出口连接烟道；12-烟囱。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的硫硝汞协同控制烟气净化装置包括有锅炉1、脱硫塔7和烟囱12，在所述锅炉1和所述脱硫塔7之间设置有引风机2，所述引风机2通过脱硫塔入口连接烟道5与所述脱硫塔7连接；所述脱硫塔7与所述烟囱12通过脱硫塔出口连接烟道11连接；所述脱硫塔入口连接烟道5内有紫外线发生器3，在所述脱硫塔入口连接烟道5外侧还设置有与所述紫外线发生器3相连接的紫外线发生器辅助设备4。所述脱硫塔7内具有脱硫增效剂注入管10，并通过所述脱硫增效剂注入管10与位于脱硫塔7外的脱硫增效剂注入泵9相连，所述脱硫增效剂注入泵9和脱硫增效剂储存罐8相连，所述紫外线发生器3的紫外线发射极6呈网状围绕在所述脱硫塔入口连接烟道5内，如图2所示；所述脱硫塔出口连接烟道11与所述脱硫塔7的上端相连；所述脱硫增效剂注入泵9与所述脱硫塔7的底部相连。
在本实用新型的硫硝汞协同控制烟气净化装置中，锅炉1(或者其他燃烧设备)产生的烟气流经内部布置有紫外线发生器3的烟道后进入脱硫塔7，紫外线发生器3产生的短波紫外线(波长≤200nm)与氧气分子作用生成活性氧原子(O*)和臭氧(O3)，臭氧具有强氧化性，可将烟气中以一氧化氮为主要存在形式的氮氧化物转化成易于被吸收的二氧化氮，将零价汞氧化为可被吸收的高价汞(Hg2+)，从而在脱硫塔7(尤其是湿法脱硫塔)内脱除下来；同时，通过在脱硫塔7内加入脱硫增效剂，改善湿法烟气脱硫产物的离子传递过程，改善脱硫效果。
脱硫增效剂由二钾己二酸盐和己二酸、甲酸钠和甲酸组成。脱硫增效剂有两个配方，可独立使用；其中，配方A组分为二钾己二酸盐和己二酸，配方B组分甲酸钠和甲酸；在配方A中：己二酸39.7份，二钾己二酸盐60.3份；在配方B中：甲酸40.4份，甲酸钠59.6份。
本实用新型的原理为：
(1)紫外线辐射生成强氧化性的活性物质
(2)NO的脱除
NO的氧化：
NO+O3→NO2+O2
NO氧化产物的吸收：
NO2+H2O→NO3 -
(3)汞的脱除
0价汞的氧化：
Hg+O3→Hg2++O2
Hg2+易被吸收捕集下来。
(4)脱硫增效
pH值缓冲：
HCOONa+H2O→HCOOH+NaOH
KOOC(CH2)4COOK+H2O→HOOC(CH2)4COOH+2KOH
促进SO2传质吸收：
(5)脱硫增效剂配方A：
SO2+H2O→HSO3 -+H+
(6)脱硫增效剂配方B：
SO2+H2O→HSO3 -+H+
脱硫增效剂的存在能够促进碳酸钙等吸收剂的溶解，促进SO2在液膜中的吸收反应的进行，加速SO2气液迁移速度，改善湿法烟气脱硫产物的离子传递过程，提升脱硫效果。同时，脱硫增效剂形成缓冲溶液，在一定程度上可稳定脱硫塔内pH值，有利于反应过程稳定进行。鉴于当酸和盐浓度相等时缓冲液的缓冲效果最高，因此本脱硫增效剂中酸和盐按物质的量1:1配比配制。最后，经由硫硝汞协同控制烟气净化装置处理的净烟气经由脱硫塔出口连接烟道11导入烟囱12，经由烟囱12排放。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种硫硝汞协同控制烟气净化装置，包括有锅炉、脱硫塔和烟囱，其特征在于，在所述锅炉和所述脱硫塔之间设置有引风机，所述引风机通过脱硫塔入口连接烟道与所述脱硫塔连接；所述脱硫塔与所述烟囱通过脱硫塔出口连接烟道连接；所述脱硫塔入口连接烟道内有紫外线发生器。
2.根据权利要求1所述的硫硝汞协同控制烟气净化装置，其特征在于，在所述脱硫塔入口连接烟道外侧还设置有与所述紫外线发生器相连接的紫外线发生器辅助设备。
3.根据权利要求2所述的硫硝汞协同控制烟气净化装置，其特征在于，所述脱硫塔内具有脱硫增效剂注入管，并通过所述脱硫增效剂注入管与位于脱硫塔外的脱硫增效剂注入泵相连，所述脱硫增效剂注入泵和脱硫增效剂储存罐相连。
4.根据权利要求3所述的硫硝汞协同控制烟气净化装置，其特征在于，所述紫外线发生器的紫外线发射极呈网状围绕在所述脱硫塔入口连接烟道内。
5.根据权利要求4所述的硫硝汞协同控制烟气净化装置，其特征在于，所述脱硫塔出口连接烟道与所述脱硫塔的上端相连；所述脱硫增效剂注入泵与所述脱硫塔的底部相连。
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| CN201621061290.1U CN206138984U (zh) | 2016-09-18 | 2016-09-18 | 一种硫硝汞协同控制的烟气净化装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112191084A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-08 | 新大陆科技集团有限公司 | 一种光化学高级氧化处理脱硝脱汞的装置 |
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2016
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Denomination of utility model: Sulphur nitre mercury cooperative control's gas cleaning device Effective date of registration: 20181101 Granted publication date: 20170503 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing Pukou sub branch Pledgor: JIANGSU DEYITONG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2018320000260 |
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Date of cancellation: 20200420 Granted publication date: 20170503 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Nanjing Pukou sub branch Pledgor: JIANGSU DEYITONG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2018320000260 |
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Granted publication date: 20170503 |
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