[实用新型]一种基于草木灰的双撞击床脱硫脱硝脱汞装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃烧烟气污染物控制领域，具体涉及一种基于草木灰的双撞击床脱硫脱硝脱贡的装置。

背景技术

燃烧过程中产生的硫氧化物﹑氮氧化物以及汞能够引起酸雨﹑光化学烟雾以及致癌和致畸等严重危害。因此，研发有效的烟气脱硫脱硝脱汞方法是各国环保科技人员的重要任务之一。

近些年来，尽管人们开发了大量的烟气脱硫脱硝脱汞技术，但由于人类认识过程的局限性和科学技术发展的渐进性，现有的各种脱硫脱硝脱汞技术在研发当初仅针对单一污染物为脱除目标，一般无法实现烟气多污染物的同时脱除。例如，目前应用较多的烟气脱硫脱硝技术主要为湿法石灰石-石膏法烟气脱硫技术和氨选择性催化还原法。这两种方法虽然可以分别单独脱硫脱硝，但均无法在一个反应器内实现同时脱除。两种工艺的联合叠加使用虽然可以实现同时脱硫脱硝，但同时也具有整个系统复杂，占地面积大，投资和运行成本高等不足。

另外，随着人类对环保要求的不断提高，针对烟气中汞排放控制的法律法规也逐渐出台，但目前还没有一种经济有效的烟气脱汞技术获得大规模商业应用。如果在现有的脱硫和脱硝系统尾部再次增加单独的烟气脱汞系统，则势必将造成整个系统的初始投资和运行费用进一步急剧增加，最终很难在发展中国家获得大规模商业应用。

综上所述，如果能够在一个反应器内将硫氧化物﹑氮氧化物和汞实现同时脱除，则有望大大降低系统的复杂性和占地面积，进而减少系统的投资与运行费用。吸附法烟气净化技术是一种传统的烟气处理技术，具有初投资小、工艺流程简单和易于实现多污染物同时 脱除等特点，是一种具有良好开发和应用前景的烟气净化技术，但传统的吸附法烟气净化技术的研究进展却一直相对缓慢，其主要原因有三个：首先，现有的成熟吸附剂，例如活性炭，应用成本极高，难以实现大规模工业化应用；其次，目前研究的绝大部分新型吸附剂普遍存在成本高﹑稳定性差和多污染物脱除能力差等不足；再次，目前用于吸附剂吸附的反应器主要有固定床和流化床反应器两种，两种反应器的传质速率都很小。然而，许多研究表明，气固反应过程的主要速率控制步骤是传质过程。因此，开发低成本﹑稳定性好和具有多污染物吸附能力的脱除方法和具有高效传质速率的气固吸附反应器是解决该问题的关键之一。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于草木灰的双撞击床脱硫脱硝脱汞装置。

本实用新型采用生物质燃烧废弃物草木灰作为脱硫脱硝脱汞吸附剂，在双撞击床反应器中吸附烟气中的硫、硝及汞，在分离器中回收硫﹑氮﹑汞资源并再生吸附剂。来自燃烧器含SO2、NOx和汞的烟气经过冷却后由拉瓦尔喷管喷入撞击床反应器，草木灰吸附剂则由同轴对向布置的拉瓦尔喷管喷入撞击床反应器，两股气流在反应器内发生对向撞击并实现SO2、NOx和汞的吸附脱除。当左边的撞击床反应器再生时，来自燃烧器的烟气将自动切换流入右边的撞击床反应器，两个反应器相互交叉使用和再生。

本实用新型的脱除过程原理：

以水稻秸秆制取的草木灰吸附剂为代表，采用扫描电镜(SEM)﹑X射线衍射仪(XRD)﹑X射线荧光光谱(XRF)和氮吸附法分别测定了吸附剂的表面形貌特征﹑主要成分及含量以及吸附剂的比表面积和孔径分布等关键物理和化学参数，并初步考察了吸附剂的吸附性能，结果由图1﹑图2和、表1﹑表2所示。表1草木灰吸附剂采用X射线荧光光谱(XRF)测试的成分和含量的分析结果；表2草木灰吸附剂采用的氮吸附法测试的比表面 积和孔径结果。

表1

表2

结果表明，水稻秸秆制取的草木灰吸附剂主要成分是K2CO3﹑CaCO3﹑SiO2﹑MgO和Al2O3等碱金属盐和金属氧化物，这些成分都是良好的SO2、NOx和汞的吸附材料。因此，采用草木灰吸附剂在技术方法和原理上具有可行性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于草木灰的双撞击床脱硫脱硝脱汞的装置，所述装置设有烟道、烟气冷却器、双撞击床反应器、分离器、风机和阀门；所述撞击床反应器顶部设有阀门，阀门下部依次设有砂芯分离板、旋转刮灰器以及拉瓦尔喷管；拉瓦尔喷管分别设于撞击床反应器内且同轴对向布置；燃烧器通过烟道与烟气冷却器的入口连接，烟气冷却器的出口与撞击床反应器连通，输送草木灰吸附剂进入撞击床反应器的管道输送草木灰吸附剂进入撞击床反应器的管道上设置风机二，并与撞击床反应器内的拉瓦尔喷管连通。所述撞击床反应器内的喷射草木灰的拉瓦尔喷管与喷射待净化烟气的拉瓦尔喷管同轴对向布置。