[发明专利]一种脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉烟气处理技术，尤其涉及一种脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法，属节能环保技术领域。

背景技术

《水俣公约》已于2013年10月11日在日本熊本市被包括中国在内的92个国家和地区的代表签署，该公约在经过50个国家的政府批准后，有望于2016年生效。

公约认为，小型金矿和燃煤电站是汞污染的最大来源。公约要求，控制各种大型燃煤电站锅炉和工业锅炉的汞排放，并加强对垃圾焚烧处理、水泥加工设施的管控。

为此，在火电厂烟气脱硫、脱硝全面推进的同时，环保部也已将火电厂烟气汞治理提上了议事日程。目前，环保部已通过前期汞监测试点基本摸清全国火电厂汞污染排放清单，并在2011年发布的新版《火电厂大气污染物排放标准》中，给出了汞及其化合物的排放限值(暂定为30μg/Nm³，未来几年内将逐步提高至与欧美发达国家平均4μg/Nm³相同的水平)，且标准的执行时间将较“2015年1月1日起”相应提前。

目前中国总的汞消费量大概在1000吨左右，约占世界总量的50％，已经成为世界上最大的生产国和消费国。主要用汞产品和涉汞工艺为乙炔法PVC生产、体温计、电池、血压计和电光源等仪器仪表和试剂。除此之外，采选矿、燃煤、钢铁、有色、水泥、化工等支柱行业也大量涉汞。

其中，燃煤电厂占国内汞排放的40％，其他工业锅炉占汞排放的19％，因此火电厂及其他各种燃煤锅炉成为汞污染治理的首要阵地，主要防治措施为烟气脱汞。

CN102366722B公开了一种兼脱汞的脱硝催化剂及其制备方法。利用该方法制备的催化剂可以在SCR法脱硝的同时脱汞。CN1798599B发明了一种固体燃料燃烧的烟道气的脱汞方法和装置。采用经过特殊工艺加工的活性炭作为吸附剂，利用吸附原理进行脱汞。CN102284272B则公开了一种粉煤灰基烟气脱汞吸附剂。CN1331571C发明了一种催化氧化烟气脱汞方法。该发明采用汞氧化催化剂和吸附剂，对烟气中元素汞进行氧化吸附，然后利用高温对催化剂和吸附剂中的氧化汞进行分解洗脱，使其得到高效再生。

但可同时实现脱硫、脱硝和除尘脱汞的烟气集成净化技术仍是十分需要的。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法。采用该装置和方法能够有效提高烟气的脱硫、脱硝效率和脱汞效率，并且其工艺流程简单、系统结构简化、投资及运行成本低廉，脱硫脱硝副产品为可资源化利用的硫酸铵和硝酸盐化肥，脱硫脱硝脱汞单塔完成，并具有良好的除尘和除汞性能，特别适合钢铁、水泥等高含尘，重污染烟气的净化，可达到90％以上的脱硝效率、95％以上的脱汞效率和98％以上的脱硫效率，并可实现硫酸盐和硝酸盐的分别回收和资源化利用，杜绝废水废渣的产生，不再造成二次污染。

为实现上述目的，本发明所设计的脱硫脱硝除尘除汞一体化的烟气净化装置及方法，是由脱硫脱硝除尘除汞多功能塔及配套的集尘集液系统、脱硫循环喷淋系统、脱硝脱汞循环喷淋系统等组成；脱硫脱硝除尘除汞多功能塔由预洗除尘区、脱硫洗涤区、脱硫洗涤液收集区、汞原子和NO_x氧化区、脱硝脱汞洗涤区、脱硝脱汞洗涤液收集区和除雾区组成。

其中的预洗除尘区位于塔体上部的一侧，呈喇叭口朝下的立式文丘里管状，脱硫洗涤液在喉部喷入以强化传质传热效果。预洗除尘区的下部侧面与脱硫洗涤区相通，底部与集尘集液系统相连接；脱硫洗涤区位于塔体的下部，呈带折流板的水平隧道状，两侧分别与预洗除尘区和汞原子和NO_x氧化区相通，底部通过液封管与脱硫洗涤液收集区相连接；脱硫洗涤液收集区位于塔体的底部，通过液封管与脱硫洗涤区相连接，通过通气格栅与汞原子和NO_x氧化区相通，靠近底部开有脱硫循环泵接口和集尘集液管出口；汞原子和NO_x氧化区由脱硫洗涤液收集区通气格栅上部气体通道、位于塔体中部的水平状隧道和位于塔体上部预洗涤区同一侧，塔壁与文丘里管之间的空间组成，与脱硫洗涤区、脱硫洗涤液收集区和脱硝脱汞洗涤区相通，水平隧道塔壁上开有气体输入口；脱硝脱汞洗涤区位于塔体上部另一侧，呈多层带折流板的水平隧道状，两端分别与汞原子和NO_x氧化区和除雾区相通，底部为敞开式脱硝脱汞洗涤液收集区，脱硝脱汞洗涤液收集区靠近底部自下而上开有脱硝脱汞循环泵接口和脱硝脱汞洗涤液溢流口；除雾区位于塔体的顶端。