[发明专利]一种烟囱内光催化脱汞装置

说明书

技术领域

本发明涉及烟气脱汞技术领域，具体涉及一种烟囱内光催化脱汞装置。

背景技术

汞由于其强烈的毒性、挥发性，还有其可以在生物体富集等特性，近年来，得到很多人的关注。汞元素从各种人为和自然来源排放到大气中，然后输送到地表水和陆地，然后传播到表面水土。此外，元素汞在大气中可持续1-2年，可远距离运输，造成全球汞污染。燃煤发电厂是汞排放的主要地区之一，大约是占汞排放的三分之一。现在许多国家开始对此采取了措施。在中国，煤炭占一次能源消费总量的70％，虽然煤中汞含量较低(平均约0.1mg/kg)，但煤在燃烧过程释放了大量的汞。2011年环保部首次发布一个新的国家标准，指出燃煤烟气中汞的排放量严格小于0.03mg/m³，为达到新的排放标准，提高电厂汞的去除效率是一个亟待解决的问题。

汞在燃煤烟气中主要有三种存在方式：气态汞(Hg⁰)，二价汞(Hg²⁺)和颗粒汞(Hg_p)，汞是比较稳定的金属，在室温下不被空气氧化，加热至沸腾才慢慢与氧作用形成氧化汞。汞在自然界以金属汞、无机汞和有机汞的形式存在。二价汞离子与硫离子(S^2-)有很强的亲合力，一旦Hg²⁺与S^2-相遇，便迅速结合成稳定的HgS 沉淀。有机物、粘土矿物、金属氧化物等固体物质对汞化合物具有吸附能力，其吸附作用与固体物种类和汞化合物形态及环境条件有关。二价汞(Hg²⁺)易溶于水，并且易被烟气中的颗粒物吸附，因此易被湿法脱硫除尘设备或静电除尘设备分离。零价汞不溶于水，除尘或脱硫设备很难捕获，几乎全部释放到大气中。

烟气脱除汞方法主要有以下几种：燃烧前脱汞、燃烧中脱汞、燃烧后脱汞。目前还没有一种高效利用的脱除手段进行脱汞，此外，现有的新型吸附剂研究也不多，而且存在着来源问题。活性炭应用最广泛，但是其应用在电厂脱汞成本高，目前在电厂没有进行广泛的推广。

电厂烟气中的气态汞由于很难被脱硫脱硝及除尘器等设备脱除，很大一部分随烟气排到了空气中，气态汞在空气中停留的时间长达1-2年。汞蒸气可随空气流在全球范围内长距离迁移，因此，远离污染源的生态系统也会受到汞污染的威胁。在大洋的洋流系统、大气的环流系统的共同作用下，人类排放的汞被扩散到全世界各地。火电厂脱汞技术的工艺，就是对排放的烟气通过吸附剂吸附，将烟气中的汞元素及其化合物吸附，减少直接排放。但是，目前国内专业从事火电脱汞吸附剂研发的厂商寥寥无几，治理能力的限制是现实，因此寻找一种高效脱汞的装置成为亟需解决的问题。

中国专利CN102430328B公开了一种光催化脱除烟气中气态汞的装置，采用纳米TiO₂-SiO₂负载在钛丝网纤维上，中间安装UV紫外光源的方法，通过多分支型分段可拆卸双筒管道布置在烟道中，将流通过钛丝网纤维中的烟气气态汞氧化为 Hg²⁺，然后通过湿法脱硫设备的石灰浆液而脱除，但该装置采用纳米TiO₂-SiO₂负载在钛丝网纤维的方式脱除汞的效率比较低，烟气中仍残留有不少气态汞。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种烟囱内光催化脱汞装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种烟囱内光催化脱汞装置，安装在烟囱内部，用于脱除烟气中的汞，包括外壳、设于外壳内部的光催化脱汞单元以及UV灯单元，其中，所述的光催化脱汞单元由多个金属薄板组成，所述的金属薄板以外壳的中轴线为中心呈辐射状布置在外壳内部，所述的金属薄板表面负载有具有光催化和吸附双重功能的纳米催化剂，烟囱内的烟气穿过所述金属薄板时，与纳米催化剂接触，被催化氧化、吸附。

作为优选的技术方案，所述的金属薄板为波浪形金属薄板。

作为优选的技术方案，所述的金属薄板两两相间15-45°角分布，金属薄板布置分配合理，有利于烟气与其光催化剂的接触，也在烟气流动过程中不会产生过大的阻力。

作为优选的技术方案，所述的纳米催化剂为二氧化钛/木炭复合光催化剂 (TiO₂-WC)。

作为优选的技术方案，所述的外壳中间设有转动驱动机构，所述的金属薄板安装在转动驱动机构上并在其带动下在外壳内部转动，可使烟气与上面的光催化剂接触充分，避免旁路。

作为优选的技术方案，所述的转动驱动机构为电动机。