[实用新型]烟气中金属元素的脱除系统

说明书

本实用新型提供了一种烟气中金属元素的脱除系统。该脱除系统包括：催化还原装置、金属元素捕捉装置和固液分离装置。催化还原装置设置有烟气入口、溶剂入口和催化还原产物出口，且催化还原装置的内部还设置有电连通的正极和负极，且负极的至少部分表面包覆有活化材料层，正极、负极、溶剂吸收烟气后形成的电解质溶液组成原电池；金属元素捕捉装置设置有捕捉剂入口，且金属元素捕捉装置设置在pH调节装置与固液分离装置之间的流路上；固液分离装置还设置有催化还原产物入口、上清液出口和固相出口，催化还原产物入口与催化还原产物出口通过催化还原产物输送管路连通。上述脱除系统还具有工艺流程短、可持续性及金属元素去除率高等优点。

技术领域

本实用新型涉及烟气净化领域，具体而言，涉及一种烟气中金属元素的脱除系统。

背景技术

我国有色金属行业涉及金属共计64种，其中包括重金属、轻金属、贵金属、半金属以及稀有金属五大类。目前我国工业生产中主要包括铅、锌、铜、铝、锡、锑、汞、镁、钛、镍、钴等。近些年来，虽然有色金属单位产品污染物排放量呈现下降趋势，但重有色金属产量增长较快，污染物排放总量依然较大，且重金属污染物排放主要集中在铜、铅、锌冶炼过程中。

烟气焚烧因具有减容化、无害化、资源化等优点，成为很多国家主要的垃圾处理方式，但垃圾焚烧会引起有毒重金属污染，重金属不能被微生物所分解，而是在生物体内逐渐富集或者经过一系列化学反应形成其它毒性更强的化合物，对生物体具有严重的危害作用。垃圾中所含有的重金属如汞，铅、镉、铬、铜、锌、锰、砷等在焚烧过程中将发生迁移和转化，挥发态的重金属及其化合物随着烟气离开焚烧区域将经历冷凝过程，这些富集了有毒金属的烟气将被排放到大气中最终被人类所吸收，危害人类的身体健康。

固体废弃物城市生活废弃物、工业固体废物、农业废弃物焚烧烟气中污染物中含有颗粒物粉尘，酸性气体HCl、HF、SOx、NOx等、重金属Hg、Pb、Cr等和有机剧毒性污染物二噁英、呋喃等等四大类物质。对于人类的危害极大，虽然固废焚烧处理企业已安装烟气净化装置，但部分金属物在炉中参与反应生成的氧化物或氯化物，比原金属元素更易气化挥发。这些氧化物及氯化物因挥发、热解、还原及氧化等作用，可能进一步发生复杂的化学反应，最终产物包括元素态重金属、重金属氧化物及重金属氯化物等。元素态重金属、重金属氧化物及重金属氯化物在尾气中将以特定的平衡状态存在。

目前现有技术主要通过水洗法、石膏法、碱洗法、SCR法、SNCR法脱硝、硫化法、吸附剂脱除重金属。石膏法产生大量的硫石膏，碱洗等方法产生污酸，让脱除过程存在处理处置难的问题。SCR、SNCR催化法对催化条件要求严格，适用条件有限制。这些方法通常只能对单一污染物进行净化，需要多种工艺联合使用，此外工程建设设备、用地等投资大。中国专利申请CN104841256A报道了一种用吸附剂脱除重金属的方法。又一篇中国专利申请CN103055668A报道了一种去除烟气中烟尘、SO₂、砷和重金属的方法，利用氨水、硫酸铵溶液、铁氧体法脱除重金属的方法。这些方法可以同时脱除烟气中的SO₂和重金属，但是脱除工艺较长，成本较高，难以工业化应用。

中国专利申请CN 102188882A报道了一种烟气脱硫脱硝脱重金属一体化方法及专用设备，其利用一种酸性气体捕捉剂，在同一套吸收装置中对原烟气中的SO₂和高价氮氧化物NO_x进行捕获，通过强氧化剂氧化NO。利用脱除吸收剂氨水置换酸性气体捕捉剂。在同一套吸收装置中，重金属被吸附在所述酸性气体捕捉剂里。该实用新型可以同时脱硫、硝和重金属，不仅需要利用强氧化剂氧化亚硫酸和亚硝酸，还需要酸性气体捕捉剂。

同时上述方法均是将重金属转移至液体中，然后对液体进行处理，重金属在转移至液体的过程中不是很完全，且液体需要经过多道工艺才能将重金属去除，流程较长。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种烟气中金属元素的脱除系统，以解决采用现有的处理方法去除烟气中的重金属时存在工艺流程长和重金属去除率不高的问题。