[实用新型]一种烟气催化吸附协同脱汞装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种烟气催化吸附协同脱汞装置，属于电厂、金属冶炼、水泥、化工、石油炼制等领域。

背景技术

能源的燃烧利用过程中会产生SOx、NOx、粉尘、汞等诸多大气污染物，其中汞作为重金属污染物，对环境和人体健康产生重大危害。燃煤电厂、燃煤工业锅炉、有色金属冶炼、水泥行业是在我国主要的汞排放源，占整个行业汞排放的80％以上。

由于我国的煤中氯含量低，煤燃烧过程中汞绝大部分都以气态元素汞(Hg⁰)的形式进入烟气中；随着烟气的冷却，部分Hg⁰同其他燃烧产物相互作用，一部分转化成气态氧化汞(Hg²⁺)和颗粒态汞(Hg^P)。目前，我国关于烟气汞控制方面还没有单独的汞控制装置，大部分利用现有的脱硝、除尘、脱硫设备进行污染物协同控制，但其整体脱汞效率较低。

近几年，国内外关于烟气汞控制方面进行了大量研究，其主要的技术可分为两种，一种是汞的氧化吸收技术，该技术是通过在烟气中加入各类催化剂或氧化剂，加强Hg⁰在烟气中向Hg²⁺的转化，再利用吸收装置把汞从烟气中去除，其中研究的汞氧化催化剂主要集中在SCR催化剂、炭基催化剂和金属/金属氧化物催化剂。比如中国专利CN102527205A(2012)公开了一种基于低温催化氧化的烟气脱汞方法，催化剂选用Pt-Mn/TiO₂-ZrO₂，在100～200℃范围内利用催化剂汞氧化结合碱液吸收的方法进行脱汞；另一方面是汞的吸附技术，主要是利用吸附剂吸附烟气中的Hg²⁺和Hg^P，再利用除尘设备把汞从烟气中去除，比如中国专利CN103223290A(2013)公开了一种烟气除汞的烟气调质剂及其净化方法，调制剂选用溴化铵，利用烟气自身温度对烟气调质剂实施活化，活化的烟气调质剂对汞的氧化、吸附同时进行，再利用系统已有的烟气净化设备实现烟气脱汞。

然而，在常用的SCR催化剂表面，NH₃和Hg在活性中心位存在竞争吸附，NH₃的吸附往往占优，对Hg的吸附起抑制作用，而且这些催化剂氧化汞时对烟气中氯含量依赖很大，烟气中无氯或少氯时这些催化剂汞氧化能力明显降低，而烟气汞中Hg⁰相比Hg²⁺也更难转化为Hg^p，这些都限制着后续除尘装置和湿法吸收装置协同脱汞的能力。

目前在商业应用的脱汞技术主要是氧化吸收或吸附等单一技术，如果有效的结合这两种技术，不仅在进一步挖掘汞的协同脱除潜力，而且更有效地控制技术成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种烟气催化吸附协同脱汞装置，包括依次连接的锅炉，脱硝反应器，空气预热器，除尘装置，吸收装置和烟囱，其特征在于，还包括吸附剂喷射装置，脱汞催化剂层、脱硝催化剂层、喷氨格栅；所述脱硝反应器进口与锅炉的排烟口连接，空气预热器烟气侧进口与脱硝反应器出口连接，空气预热器烟气侧出口与除尘装置进口连接，吸附剂喷射装置位于空气预热器下游与除尘装置上游烟道之间；所述脱汞催化剂层、脱硝催化剂层与喷氨格栅设置在空气预热器上游的脱硝反应器内，所述的脱汞催化剂层位于脱硝喷氨格栅上游或/和烟气脱硝催化剂层下游。

进一步的，所述除尘装置为静电除尘器、袋式除尘器或者电袋除尘器。

进一步的，所述吸收装置采用湿法吸收装置或其他吸收装置，其吸收液采用常规碱液。

进一步的，所述吸收装置采用填料塔、鼓泡塔、板塔或旋流板塔。

本实用新型的目的是提供一种烟气催化吸附协同脱汞方法及装置，该方法采用脱汞催化剂，在脱汞催化剂作用下促进Hg向Hg²⁺的转化，同时在烟道喷射吸附剂，最大限度提高系统脱汞率。本实用新型的脱汞催化剂反应温度窗口较宽，在低氯条件下也具有较好的脱汞能力，而且烟气中NOx和SO₂的存在条件下也有良好的汞氧化能力。

本实用新型提供的烟气催化吸附协同脱汞方法把协同脱汞作用最大化，且利用现成的污染物脱除设备，因此具有工艺简单，操作方便，脱汞效率高，成本低等优点。本实用新型可用于锅炉烟气脱汞外，还可以用于金属冶炼、水泥、化工、石油炼制等行业的烟气脱汞。

附图说明

附图1是本实用新型的一种烟气催化吸附协同脱汞方法示意图；