[发明专利]一种脱除燃煤烟气中元素态汞的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟气净化方法，特别是采用可回收的磁性材料作为催化剂催化氧化脱除燃煤烟气中元素态汞的方法，属烟气净化技术领域。

背景技术

汞是三致物质（致癌、致畸形、致突变），也是优先控制的污染物之一。全球每年排放到大气中汞的总量约为5000t，其中4000t是人为的结果，而燃煤过程中汞的排放量占30%以上。根据有关规定火电厂汞及其化合物的排放限值为0.03mg/m³。因此，必须加强燃煤电厂汞污染排放控制的相关研究。

烟气中汞的存在形式主要包括三种：氧化态汞（Hg²⁺）、颗粒态汞（Hg^p）和元素态汞（Hg⁰）。目前燃煤烟气脱汞的主要方法分为两个方面，即吸附喷射技术法和以现有的空气污染控制装置为基础同时脱汞。吸附喷射技术法脱汞效率高，但燃煤电站需要处理的烟气量很大，因此要消耗大量活性碳吸附剂，且吸附剂后续处理难，若处理不当易造成二次污染。利用现有污染控制装置协同脱汞的方法具有相对大的优势。我国烟气脱硫脱硝技术起步较晚，很多电厂都只有湿法烟气脱硫装置。据统计燃煤电厂中采用石灰石石膏湿法烟气脱硫的机组占到90%左右。因此利用现有的湿法烟气脱硫装置，实现汞的同时去除具有重要的实用价值。目前，湿法脱硫装置只能脱除氧化态的汞(效率可达80%~95%)，对Hg⁰没有脱除效果。依据煤种不同，烟气中Hg⁰占总汞的比例高达70%，为此国内外学者开展了氧化脱除Hg⁰的研究，将Hg⁰转化为水溶性的Hg²⁺，增加总汞的去除率。但现有脱汞技术存在以下不足：(1)一般反应在酸性环境中才具有较高的脱汞效率，一旦工业应用，因运行pH值较低，设备腐蚀严重；(2)吸收剂用量大，经济性差，增加了脱汞成本；(3)吸收剂中添加的金属离子（Mn、Cr、Ag、Cu等）作为催化剂，激发产生自由基氧化元素态汞，虽脱汞效率较高，但催化剂不能回收，易引起二次污染，废水需要额外处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种脱除燃煤烟气中元素态汞的方法，它具有脱汞效率高、催化剂易于回收、运行费用低、不会带来二次污染的特点。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种脱除燃煤烟气中元素态汞的方法，脱除在喷淋吸收塔中进行，将制备的吸收剂自喷淋吸收塔上部喷下，对由喷淋吸收塔下部烟口引入的燃煤烟气进行喷淋，使燃煤烟气中元素态的汞与吸收剂充分反应，实现元素态汞向二价态汞的转化；所述吸收剂包括氧化性添加剂和磁性催化剂，氧化性添加剂与磁性催化剂的质量比为2～5:1，所述氧化性添加剂为过一硫酸氢钾复合盐、过硫酸钠、过硼酸钠、过碳酸钠的一种或者多种组合，所述催化剂为铁酸铋、钴掺杂铁酸铋、钴/镧掺杂铁酸铋、钴/锶掺杂铁酸铋、钴/铷掺杂铁酸铋中的一种或几种混合物。

上述脱除燃煤烟气中元素态汞的方法，所述吸收剂的制作方法如下：按配比称取氧化性添加剂和磁性催化剂，按照每克磁性催化剂添加2-4升高纯水的比例将催化剂与高纯水混合，超声分散1-3分钟，将pH调节至6-12，再在室温条件下，加入配比量的氧化性添加剂，机械搅拌3～5分钟，即制得吸收剂。

上述脱除燃煤烟气中元素态汞的方法，所述吸收剂中加入可溶性氯盐，可溶性氯盐为氯化钠或氯化钾的一种，可溶性的氯盐与磁性催化剂的质量比为2～3：1。

上述脱除燃煤烟气中元素态汞的方法，其特征在于：所述氧化性添加剂与催化剂的质量比优选3:1。

上述脱除燃煤烟气中元素态汞的方法，所述喷淋吸收塔内由上至下设有除雾器、喷淋管和集液槽，集液槽内的吸收剂经循环泵泵入喷淋管循环使用，增压风机自塔下部将烟气引入塔内，燃煤烟气在上行过程中与喷淋管喷出的吸收剂充分反应，反应调节条件为pH6～12、反应温度为40℃～80℃、气体压力为0.1--0.15MPa，经过反应净化的烟气，经除雾器到塔顶部烟气出口，再经过烟囱排出。