[发明专利]一种适用于燃烧后烟气的烟冷器与紫外线联合脱汞装置

说明书

技术领域

本发明属于燃煤烟气脱汞相关技术领域，更具体地，涉及一种适用于燃烧后烟气的烟冷器与紫外线联合脱汞装置。

背景技术

汞具有剧毒性、强挥发性及生物富集效应等显著特点，已成为我国新一轮大气环境污染治理的控制对象。汞的化合物中，零价汞由于挥发性较强，不易被除尘或者脱硫设施捕获，大部分汞化合物以Hg⁰的形式随烟气排入大气。汞元素在烟气中以三种形式存在，分别为二价汞、单质汞和颗粒态汞。Hg²⁺为汞元素在燃煤烟气中的主要氧化形式，易溶于水。Hg⁰作为少有的几种挥发性金属单质，挥发性较强，水溶性较低，是三种形态中最难控制的一种存在形态，也是环境大气中汞污染的主要形式。一定条件下，汞的三种存在形态可以实现相互转化。

目前，燃烧后脱汞主要有三类方法，即利用除尘、脱硫脱硝等设备协同控制技术、吸附剂脱汞技术和新型脱汞技术。利用除尘、脱硫脱硝等设备协同控制技术应用方便，脱汞成本低，但存在脱除效率不如吸附剂脱汞技术效率高的问题。吸附剂脱汞技术主要采用活性碳作为吸附剂，活性碳脱汞属于物理吸附脱汞，对零价汞、二价汞和颗粒汞都有很好的吸附效果，其中对零价汞的脱除率高达99％，然而活性碳价格昂贵，这严重影响了该技术的推广。新型脱汞技术还未达到可普遍使用、适用性强、经济性较好的水平。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于燃烧后烟气的烟冷器与紫外线联合脱汞装置，其基于现有脱汞方法的特点，研究及设计了适用于燃烧后烟气的烟冷器与紫外线联合脱汞装置。所述烟冷器与紫外线联合脱汞装置通过将烟冷器与紫外线联合来进行脱汞，无需催化剂及吸附剂，成本较低，仅用活性碳脱汞技术1/7的成本就能达到同样的90％以上的脱除率，经济性较好，灵活性较高，实用性较强，提高了可持续性，绿色环保。此外，烟冷器、湿度调节组件及紫外线探照灯布置位置的配合，实现了温度、湿度及烟气滞留时间的组合调节，使得烟气参数达到紫外线脱汞的最佳反应条件，提高了脱汞效率及脱除率。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用于燃烧后烟气的烟冷器与紫外线联合脱汞装置，其包括烟冷器与紫外线氧化结构，所述烟冷器用于与所述紫外线氧化结构相连通，且用于将进入所述紫外线氧化结构的烟气的温度降到预定温度；

所述紫外线氧化结构包括蛇形烟道、湿度调节组件及多个紫外线探照灯，所述蛇形烟道用于与所述烟冷器相连通，所述湿度调节组件设置在所述蛇形烟道靠近进口的位置，其用于调节所述蛇形烟道内的烟气的湿度；多个所述紫外线探照灯分别设置在所述蛇形烟道的转角处，并用于向所述蛇形烟道内发射紫外线，以使烟气中的单质汞在所述紫外线的作用下发生氧化反应而转化成二价汞，进而被脱除。

进一步地，所述紫外线的入射方向与对应的烟气的流动方向平行。

进一步地，所述预定温度为80℃～100℃。

进一步地，所述预定温度为90℃。

进一步地，所述紫外线的波长为185纳米。

进一步地，所述蛇形烟道内的烟气中的水蒸气浓度为20ppmV～100ppmV。

进一步地，所述湿度调节组件包括湿度计及喷雾加湿器，所述湿度计与所述喷雾加湿器间隔设置，且所述湿度计邻近所述蛇形烟道的进口设置。

进一步地，所述蛇形烟道的进出口尺寸及位置分别与待连接部件的尺寸及位置相匹配，即所述紫外线氧化结构使用时无需改变待连接部件的尺寸及位置。

进一步地，多个所述紫外线探照灯分别两两间隔设置在所述蛇形烟道的转角处。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的适用于燃烧后烟气的烟冷器与紫外线联合脱汞装置主要具有以下有益效果：

1.所述烟冷器与紫外线联合脱汞装置通过将烟冷器与紫外线联合来进行脱汞，无需催化剂及吸附剂，成本较低，仅用活性碳脱汞技术1/7的成本就能达到同样的90％以上的脱除率，经济性较好，灵活性较高，实用性较强，提高了可持续性，绿色环保；

2.烟冷器、湿度调节组件及紫外线探照灯布置位置的配合，实现了温度、湿度及烟气滞留时间的组合调节，使得烟气参数达到紫外线脱汞的最佳反应条件，提高了脱汞效率及脱除率；

3.采用紫外线探照灯作为紫外光源，相较于紫外灯管，其不受烟气的冲刷和腐蚀，延长了使用寿命；