[发明专利]一种用于协同脱除燃煤烟气中汞和二氧化碳的系统及方法

说明书

本发明涉及烟气净化技术领域，具体涉及一种用于协同脱除燃煤烟气中汞和二氧化碳的系统及方法，该系统包括干式两相催化反应塔，用于对燃煤烟气进行气固反应处理，干式两相催化反应塔中设置有飞灰填料层；湿式两相逆流反应塔，用于对经过气固反应处理后的燃煤烟气进行气液反应处理，湿式两相逆流反应塔的上部设置喷淋器和悬浮液滴过滤器；多位点碳移除装置，用于对经过气液反应处理后的燃煤烟气进行脱碳处理，多位点碳移除装置设置有用于注入来自飞灰填料层的反应后的填料和来自湿式两相逆流反应塔的反应后的循环液的进料口。运用该系统可有效脱除燃煤烟气汞和二氧化碳，实现燃煤副产物资源化利用、燃煤二氧化碳减排和烟气汞协同脱除的整体目标。

技术领域

本发明涉及烟气净化技术领域，具体涉及一种用于协同脱除燃煤烟气中汞和二氧化碳的系统及方法。

背景技术

目前，针对燃煤烟气二氧化碳脱除的方法主要采用化学吸收法，利用有机胺或其他溶剂对二氧化碳在不同温度下吸收能力的差异性来进行二氧化碳的吸收、释放，随后对纯度较高的二氧化碳进行压缩提纯并加以利用，实现燃煤烟气中二氧化碳的捕集，然而该方法面临系统工艺复杂、二氧化碳解吸能耗高、二氧化碳吸收剂降解和损耗严重等问题。同时，燃煤同样导致大量汞释放到大气中，对生态环境及人类健康构成严重威胁，我国环境保护部对燃煤电站汞排放量进行规定，要求汞排放量不得高于0.03ug/m³。除大气汞排放外，气相汞可借助燃煤副产物进一步迁移到地下水和土壤环境中，对液相和固相副产物中的汞应同样引起重视。现有汞脱除技术大多数只针对气相中的元素态汞脱除，用于汞脱除后吸附剂面临二次处理难题。此外，在煤炭利用和开采过程中产生多种固体废弃物，如煤矸石、粉煤灰等，燃煤电厂燃煤产生大量固体废弃物，仅粉煤灰一项每年产生量可达4.6亿吨，大量煤矸石和粉煤灰等固体废弃物的堆放带来地质灾害和环境污染的隐患。

因此，亟需一种用于协同脱除燃煤烟气中汞和二氧化碳的系统。

发明内容

本发明为解决现有技术中针对燃煤烟气中二氧化碳的捕集，面临系统工艺复杂、二氧化碳解吸能耗高、二氧化碳吸收剂降解和损耗严重以及针对气相中的元素态汞脱除，用于汞脱除后吸附剂面临二次处理难、针对氧化态汞和颗粒态汞缺少专用的脱除设备和大量煤矸石和粉煤灰等固体废弃物的堆放带来地质灾害和环境污染隐患的问题，提供了一种用于协同脱除燃煤烟气中汞和二氧化碳的系统及方法。

本发明为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用于协同脱除燃煤烟气中汞和二氧化碳的系统，该系统包括：

干式两相催化反应塔，用于对燃煤烟气进行气固反应处理，所述干式两相催化反应塔中设置有飞灰填料层；

湿式两相逆流反应塔，用于对经过所述气固反应处理后的燃煤烟气进行气液反应处理，所述湿式两相逆流反应塔的上部设置喷淋器和悬浮液滴过滤器，且所述悬浮液滴过滤器位于所述喷淋器的正上方；以及

多位点碳移除装置，用于对经过所述气液反应处理后的燃煤烟气进行脱碳处理，所述多位点碳移除装置设置有用于注入来自所述飞灰填料层的反应后的填料和来自所述湿式两相逆流反应塔的反应后的循环液的进料口。

优选地，所述干式两相催化反应塔的烟气入口处设置有流场稳定装置。

优选地，所述干式两相催化反应塔中设置的飞灰填料层的层数为2-8层。

优选地，所述飞灰填料层中装填改性飞灰催化剂，所述改性飞灰催化剂采用溴浸渍机械活化法制备，其中，负载量为20-40％，溴前驱体为NH₄Br 和/或NaBr。

优选地，所述喷淋器为内削式浆液喷淋器。

优选地，所述悬浮液滴过滤器为板式悬浮液滴过滤器。

优选地，所述板式悬浮液滴过滤器包括多层横纵交错双向倾斜直板。

优选地，相邻两层直板之间的倾斜方向相反，且每层直板的倾斜角度为 45-75°。