[发明专利]一种煤气脱汞吸附剂在线再生装置及在线再生方法

说明书

技术领域

本发明属于煤清洁利用技术领域，特别涉及一种煤气脱汞吸附剂在线再生装置及在线再生方法。

背景技术

在中国的能源消费结构中，煤所占比例超过70％，相应地煤炭利用过程中产生的含硫、氮、氯等污染物已被广泛关注，痕量挥发性金属元素(如Hg，Pb，As，Se等)的污染问题也逐渐引起了重视。煤气化技术是公认的煤清洁利用技术之一，可以有效脱除硫氧化物、氮氧化物等污染物，但是对于痕量挥发性金属元素还没有办法有效脱除。

汞是煤中最易挥发的重金属污染物，尽管其在煤中的浓度较低，但是由于煤的产量与消耗量非常大，而且汞主要是以气态形式排放，致使煤利用过程中排放的汞占人类活动所释放汞的比例较大。随着世界各国对大气中汞污染问题的日益关注，煤炭利用过程中排放的汞已成为迫切需要解决的重大环境问题。煤利用过程中释放的汞主要以3种形态存在:颗粒态汞(Hg^p)、氧化态汞(Hg²⁺)和单质汞(Hg⁰)。颗粒态汞(Hg^p)可以通过微粒控制设备脱除，氧化态汞(Hg²⁺)可以通过湿式洗涤或SO₂控制设备脱除，而单质汞不易溶解，且煤气为还原性气氛，没有办法在此气氛下将其氧化成二价汞离子(Hg²⁺)，同时也很难用普通除尘设备脱除。

近年来，脱汞的主要方法有:①吸附法，用活性炭、飞灰、矿物类吸附剂等吸附烟气中的汞；②催化－吸附法，将金属氧化物(如TiO₂，CeO₂，ZnO，MoO₃，CuO，MnO₂等或贵金属(Ag，Pd，Pt等)负载于Al₂O₃或分子筛等载体上，进行汞的脱除。目前，进入大规模实际应用的主要是采用活性炭吸附法，活性炭由于有非常发达的孔隙结构和高的比表面积，并且可以在较低的温度直接通过物理吸附脱除汞，但是操作费用高，再生能力弱。

发明内容

为了克服上述现有技术缺点，本发明的目的在于提供一种煤气脱汞吸附剂在线再生装置及在线再生方法，不仅可以实现脱汞吸附剂的在线再生，还具有处理量大、不需要停车的技术优势。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种煤气脱汞吸附剂在线再生装置，包括依次连接的新鲜活性炭补充部分II、活性炭脱汞部分I和活性炭再生部分III，三部分之间采用法兰连接，分别采用上插板阀3和下插板阀12控制切断和联通；

所述活性炭脱汞部分I设置有多排吸附剂床层2，吸附剂床层2内填充有吸附剂活性炭1；在活性炭脱汞部分I后端脱汞煤气管线上设置有第一汞浓度检测器11，用于检测煤气中汞的浓度，要求汞浓度低于30μg/m³；

所述新鲜活性炭补充部分II通过输送线10与活性炭再生部分III连接，用于储存再生后的新鲜活性炭；

所述活性炭再生部分III主要包括活性炭再生仓9、超声再生器8以及位于活性炭再生仓9和超声再生器8之间的中间隔板7；活性炭再生仓9前端依次连接有第二汞浓度检测器6、引风机4和汞集中处理室5；活性炭再生仓9后端通过输送线10与新鲜活性炭补充部分II相连，便于将再生后的活性炭输送至新鲜活性炭补充部分II。

所述吸附剂活性炭1具有发达的孔隙结构和高的比表面积，比表面积大于200m²/g。

所述超声再生器8能够发出可调频声波，频率可调范围为0.02MHz～10MHz。

所述的煤气脱汞吸附剂在线再生装置的在线再生方法，含汞煤气通过活性炭脱汞部分I中设置的多排吸附剂床层2，其内填充的吸附剂活性炭1脱除煤气中的单质汞，直至脱汞煤气管线上设置的第一汞浓度检测器11检测浓度小于30μg/m³；然后依次打开下插板阀12，一方面将已经吸附单质汞的活性炭放入活性炭再生部分III的活性炭再生仓9，通过超声再生器8再生，另一方面，打开上插板阀3，将储存在新鲜活性炭补充部分II的新鲜活性炭依次装填至吸附剂床层2中，完成脱汞吸附剂的更换；超声再生器8频率按阶梯变化由0.2MHz变化至5MHz，每次阶跃0.1MHz，停留10s，直至汞浓度检测器6检测出汞浓度降至30μg/m³；经过活性炭再生部分III再生的活性炭通过输送线10输送至新鲜活性炭补充部分II储存；脱附出来的单质汞通过引风机4输送至汞集中处理室5中进行集中处理。