[发明专利]一种基于放电活化卤族物质的烟气脱汞系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护/废气净化技术领域，具体涉及一种通过放电活化卤族物质，将气态汞氧化为易脱除形态并脱除的烟气脱汞系统和方法。

背景技术

汞(Hg)污染物挥发性高、性质稳定，可以影响人类神经系统、肾功能，同时还会污染土壤和水体。气态中汞具有三种形态：元素汞Hg⁰(气态)，氧化态汞Hg²⁺(气态)，颗粒附着汞Hg^p(固态)。Hg⁰挥发性强，不易溶于水，在工业过程中极难去除，而Hg²⁺和Hg^p则能够在烟气出口下游的烟气除尘装置和烟气脱硫装置(flue gas desulfurization，FGD)中被去除，化石燃料中的汞元素会伴随其燃烧过程以气相形式排入大气。

我国除尘、脱硫、脱硝成套设备齐全，现有烟气净化系统通常包括换热器等预处理装置，以及除尘装置和吸收装置。如图1所示烟气从锅炉1中排出，依次经过预处理装置2，除尘装置5和吸收装置8进行处理。图中除尘装置5为电除尘器，在电除尘器中，烟尘、氧化态汞、颗粒态汞均可在高压电晕作用下被荷电收集，从电除尘器灰斗7排出。除尘后的烟气再进入吸收装置8，图中所示为脱硫吸收塔，烟气中残余的氧化态、颗粒态汞在吸收塔中被吸收，与吸收副产物一同被排出。脱汞后的烟气经过除雾器9，从烟囱10排出。可见现有烟气净化系统只能脱除氧化态汞和颗粒附着汞，无法脱除气态元素汞。

然而我国燃煤的主要煤种是褐煤，褐煤产生的汞以元素态Hg⁰为主。因此，目前气态汞的脱除仍以元素汞的形态转化和低价氧化剂的开发为研究重点。如何利用现有烟气除尘系统对气态汞进行有效脱除，提高脱汞效率是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为解决有效脱除烟气中的气态汞的问题，提供了一种效率高、成本低，利用放电活化卤族物质，氧化并脱除气态汞的烟气脱汞系统和方法，能有效脱除烟气中的汞。

一种基于放电活化卤族物质的烟气脱汞系统，包括依次对烟气进行处理的预处理装置、除尘装置、吸收装置，以及设置于所述预处理装置和除尘装置之间的卤族物质活化装置，所述卤族物质活化装置包括有壳体，以及位于所述壳体两端的烟道，所述壳体内设有放电反应器，在所述放电反应器中或位于其前的烟道内设有喷嘴。

所述的放电反应器可以采取介质阻挡放电、辉光放电或电晕放电等放电形式；放电反应器连接有高压电源为其供电，所述的高压电源为正、负脉冲高压电源或高频交流高压电源或交直流叠加高压电源或直流叠加正、负脉冲高压电源或直流高压电源。

所述的放电反应器采用介质阻挡放电反应器，介质阻挡反应器包括高压极与接地极，所述高压极与接地极中间通过介质层隔开。所述的介质阻挡放电反应器为板板式介质阻挡放电反应器，所述的接地极和介质层及高压极为平板，高压极附着在介质层平板上，接地极平板与介质层平板平行放置，所述接地极平板与介质层平板间留有空隙，供烟气通过和放电。所述接地极板可以设置为双层，在层内设置冷却管道，布置冷却水或冷却气用来散热。所述的板板式介质阻挡反应器可用于水平、垂直气流等，便于直接在烟道中进行改造。

优选地，所述的介质阻挡放电反应器为线筒式介质阻挡放电反应器，所述接地极及介质层附着在一起构成便于烟气通过的通道，所述接地极位于通道的外层，所述介质层位于通道的内层，所述高压极为高压极线，位于所述接地极及介质层构成的通道的中轴线处。所述放电反应器外或介质层中可以设置有冷却管道，布置冷却水或冷却气，用于冷却所述放电反应器。所述线筒式介质阻挡反应器结构紧凑，多用于垂直气流烟道，当气速较高时，也可用于水平气流。

所述的放电反应器也可以为电晕放电反应器，由高压极与多个接地极组成，高压极位于接地极之间，高压极与接地极间留有放电间隙，优选的放电间隙为200mm。

一种基于放电活化卤族物质的烟气脱汞方法，包括如下步骤：

(1)将卤族物质与含汞烟气混合；

(2)在有氧气体条件下，通过高压放电活化卤族物质，使烟气中的元素态汞形成为氧化态汞和颗粒附着汞；

(3)进行除尘和吸收脱除氧化态汞和颗粒附着汞。