一種含汞煙氣濕法脫汞劑及脫汞方法，涉及煙氣凈化處理，特別是含汞煙氣濕法脫汞方法。
背景技術(shù)：
煤中含有微量的汞，而汞又是煤中最易揮發(fā)的重金屬元素之一，這些汞在煤炭燃燒時排放出來進入大氣而成為煙氣汞。除此之外，造成汞環(huán)境污染的人為來源還有天然氣等其它燃料的燃燒、汞礦和其他金屬的冶煉、氯堿工業(yè)和電器工業(yè)中的使用汞等。其中的主要汞污染來源就是煤炭等燃料的燃燒。大氣中的汞可以通過呼吸作用隨氣體進入人體，也可以沿食物鏈通過消化系統(tǒng)被人體吸收，對人體的危害極大。廢水中的汞對人的危害也相當(dāng)嚴(yán)重。隨著世界各國對汞污染問題的日益關(guān)注，汞污染也已成為目前我國迫切需要解決的一個重大環(huán)境問題。
煙氣中的汞主要有三種形態(tài)：氣態(tài)單質(zhì)汞Hg0(g)，氣態(tài)二價汞Hg2+(g)，固態(tài)顆粒汞Hg(p)，它們的去除難度逐漸降低。僅就氣態(tài)汞而言，氣態(tài)單質(zhì)汞 Hg0(g)占主要存在形式。煙氣脫汞關(guān)鍵是Hg0(g)的脫除。
為了解決汞的污染問題，從源頭上防治汞對大氣的污染，目前國內(nèi)外研究大部分集中在兩個方面。一是研制高效、經(jīng)濟的吸附劑；二是利用添加劑將煙氣中的單質(zhì)汞氧化為氣態(tài)二價汞，由于氣態(tài)二價汞具有更易被飛灰吸附且易溶于水的特點，一部分氣態(tài)二價汞能被飛灰吸附轉(zhuǎn)化為固態(tài)顆粒汞，進而在靜電除塵器中脫除，還有一部分氣態(tài)二價汞被濕法煙氣脫硫裝置脫除。
對目前煙氣脫汞的主要技術(shù)簡單概述如下。化學(xué)氧化法，在煙氣進入脫硫塔前，加入催化劑如鈀類、碳基類物質(zhì)或經(jīng)過選擇催化還原裝置(SCR)，可促使Hg0氧化形成Hg2+化合物，從而提高汞的脫除率。吸附劑法，利用多孔性固態(tài)物質(zhì)的吸附作用來處理污染物的一種常用方法。包括物理吸附和化學(xué)吸附兩種方式，目前，用于煙氣脫汞的吸附劑主要有活性炭、飛灰、鈣基吸附劑、礦物類吸附劑和金屬及金屬氧化物吸收劑。活性炭噴入技術(shù)對氣態(tài)單質(zhì)汞的脫除效果最好，但運行費用昂貴，難于推廣應(yīng)用。鈣基吸附劑對氣態(tài)單質(zhì)汞的脫除效果較差?；瘜W(xué)沉淀法，通過化學(xué)試劑與汞發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀，從而將汞除去。目前應(yīng)用比較多的方法主要有碘化鉀溶液洗滌法、氯化法除汞、硫化鈉法。生成的硫化汞是常規(guī)的脫汞解毒措施。但在煙氣中，與高價汞相比，Hg0和硫化物的反應(yīng)需要較長的反應(yīng)時間，一般的噴淋設(shè)備難以保證充足的反應(yīng)時間或需要巨大的反應(yīng)設(shè)備，且生成的HgS晶粒細小，沉降緩慢，分離困難，影響系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。利用現(xiàn)有的脫硫除塵裝置進行脫汞，對氧化態(tài)汞效果好，對氣態(tài)單質(zhì)汞效果不佳。因此，對含汞煙氣需要一種經(jīng)濟而又高效的脫汞方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種脫汞效率高、整體工藝流程簡單、應(yīng)用條件不苛刻成本低廉、適用于不同濃度的煙氣脫汞，可以單獨使用，也可以與現(xiàn)有的脫硫脫硝除塵等工藝配套使用的含汞煙氣濕法脫汞劑及脫汞方法。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
一種含汞煙氣濕法脫汞劑，其特征在于，所述脫汞劑包括沉汞劑、沉淀劑和晶種，沉汞劑的重量百分含量為10%～20%，晶種的用量為所述沉汞劑重量的0.5%～5%，沉淀劑的重量百分含量為0.1%～0.5%，余量為水。
本發(fā)明的一種含汞煙氣濕法脫汞劑，其特征在于，所述沉汞劑為硫、多硫化銨、多硫化鈉、多硫化鈣、硫氫化鈉、硫化鈉、硫化銨中的一種或幾種混合；所述晶種為微納米級HgO、HgS、Hg2Cl2中的一種或幾種混合；所述沉淀劑為聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚丙烯酰胺、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁中的一種或幾種混合。
本發(fā)明的一種含汞煙氣濕法脫汞劑，其特征在于，所述脫汞劑的組成為：重量百分含量為20%的沉汞劑、重量百分含量為0.5%的沉淀劑、用量為所述沉汞劑重量5%的晶種，余量為水；沉汞劑為多硫化銨、多硫化鈉和多硫化鈣的混合物，多硫化銨、多硫化鈉和多硫化鈣的重量比為1:1:1，晶種為微納米級HgS，沉淀劑為聚合氯化鋁。
本發(fā)明的一種含汞煙氣濕法脫汞劑，其特征在于，所述脫汞劑的組成為：重量百分含量為15%的沉汞劑、重量百分含量為0.1%的沉淀劑、用量為所述沉汞劑重量0.5%的晶種，余量為水；沉汞劑為硫氫化鈉、硫化鈉和硫化銨的混合物，硫氫化鈉、硫化鈉和硫化銨的重量比為：硫氫化鈉 : 硫化鈉 : 硫化銨=1:2:1，晶種為微納米級HgO和Hg2Cl2的混合物，沉淀劑為聚丙烯酰胺。
本發(fā)明的一種含汞煙氣濕法脫汞劑，其特征在于，所述脫汞劑的組成為：重量百分含量為10%的沉汞劑、重量百分含量為0.3%的沉淀劑、用量為所述沉汞劑重量3%的晶種，余量為水；沉汞劑為硫和多硫化鈣的混合物，硫和多硫化鈣的重量比為：硫 : 多硫化鈣=1:10，晶種為微納米級HgS，沉淀劑為聚合硫酸鐵。
一種含汞煙氣濕法脫汞劑方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）將脫汞劑稀釋配制脫汞液；脫汞劑與水的體積比為1:（10-20）。
（2）含汞煙氣與脫汞劑氣液接觸發(fā)生反應(yīng)，在氣液接觸反應(yīng)過程中，所述脫汞劑氧化或硫化含汞煙氣中的各種狀態(tài)汞，生成難溶的含汞化合物沉淀，反應(yīng)處理后的凈化煙氣排放；
（3）氣液接觸反應(yīng)后得到的反應(yīng)液進入沉降槽內(nèi)靜置，待含汞化合物晶相長大并沉降后進行固液分離。
本發(fā)明的一種含汞煙氣濕法脫汞劑方法，其特征在于，步驟（2）固液分離后得到的固相做危險廢物處置或進行資源化利用，液相經(jīng)組分調(diào)整后可返回步驟（1）用作脫汞劑。
本發(fā)明的一種含汞煙氣濕法脫汞劑方法，其特征在于，含汞煙氣與脫汞劑的氣液接觸反應(yīng)在噴淋塔、鼓泡塔或湍流塔中進行。
本發(fā)明的一種含汞煙氣濕法脫汞劑，為一種液態(tài)復(fù)合的脫汞劑，在氣液接觸過程中，實現(xiàn)含汞煙氣中Hg0(g)和脫汞劑中硫化物的快速高效反應(yīng)，將煙氣中的汞（主要是Hg0(g)）轉(zhuǎn)化為難溶的且易于分離的含汞化合物，達到從煙氣中脫除含汞化合物及單質(zhì)汞的目的。本發(fā)明采用的脫汞劑中添加有晶種和沉淀劑，沉淀劑的用量以形成晶種的均勻懸浮體為準(zhǔn)，沉淀劑在脫汞劑中的重量百分含量為0.1%～0.5%。晶種的使用，解決了氣液接觸反應(yīng)后得到的反應(yīng)液中新生成的含汞化合物晶粒過于細小、沉降分離困難的問題，加入晶種后生成的細小晶粒可以很快結(jié)晶長大，沉降到沉降槽底部；沉淀劑有助于形成晶種的均勻懸浮體，使晶種分布更均勻，增大與細小晶粒的接觸幾率。沉降時間顯著縮短，脫汞工藝可以長期持續(xù)運行，整個工藝運行更穩(wěn)定。
本發(fā)明含汞煙氣濕法脫汞方法還具有以下有益效果：
第一，整體工藝簡單，應(yīng)用條件不苛刻，適用于不同濃度的煙氣脫汞，可以與現(xiàn)有的脫硫、脫硝、除塵等工藝配套使用，形成煙氣綜合治理的整體方案；
第二，脫汞劑反應(yīng)速度快、凈化效率高；
第三，脫汞劑溶液濃度低、不易揮發(fā)，且資源豐富、價格低廉、環(huán)保，便于推廣應(yīng)用；
第四，新生成的含汞化合物穩(wěn)定性好，不會造成二次污染，且可以實施資源化利用。
本發(fā)明的優(yōu)點是脫汞效率高、實施成本低廉、整體工藝流程簡單，應(yīng)用條件不苛刻，適用于不同濃度的煙氣脫汞，可以單獨使用，也可以與現(xiàn)有的脫硫脫硝除塵等工藝配套使用，形成煙氣綜合治理的整體方案。本方法同樣適用于所有含汞、鉛、鋅、銅等重金屬的煙氣或廢水處理。
具體實施方式
一種含汞煙氣濕法脫汞劑，所述脫汞劑包括沉汞劑、沉淀劑和晶種，沉汞劑的重量百分含量為10%～20%，晶種的用量為所述沉汞劑重量的0.5%～5%，沉淀劑的重量百分含量為0.1%～0.5%，余量為水；所述沉汞劑為硫、多硫化銨、多硫化鈉、多硫化鈣、硫氫化鈉、硫化鈉、硫化銨中的一種或幾種混合；所述晶種為微納米級HgO、HgS、Hg2Cl2中的一種或幾種混合；所述沉淀劑為聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚丙烯酰胺、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁中的一種或幾種混合。
優(yōu)選的，所述脫汞劑的組成為：重量百分含量為10%的沉汞劑、重量百分含量為0.5%的沉淀劑、用量為所述沉汞劑重量5%的晶種，余量為水；沉汞劑為多硫化銨、多硫化鈉和多硫化鈣的混合物，多硫化銨、多硫化鈉和多硫化鈣的重量比為1:1:1，晶種為微納米級HgS，沉淀劑為聚合氯化鋁。
優(yōu)選的，所述脫汞劑的組成為：重量百分含量為15%的沉汞劑、重量百分含量為0.1%的沉淀劑、用量為所述沉汞劑重量0.5%的晶種，余量為水；沉汞劑為硫氫化鈉、硫化鈉和硫化銨的混合物，硫氫化鈉、硫化鈉和硫化銨的重量比為：硫氫化鈉 : 硫化鈉 : 硫化銨=1:2:1，晶種為微納米級HgO和Hg2Cl2的混合物，沉淀劑為聚丙烯酰胺。
優(yōu)選的，所述脫汞劑的組成為：重量百分含量為20%的沉汞劑、重量百分含量為0.3%的沉淀劑、用量為所述沉汞劑重量3%的晶種，余量為水；沉汞劑為硫和多硫化鈣的混合物，硫和多硫化鈣的重量比為：硫 : 多硫化鈣=1:10，晶種為微納米級HgS，沉淀劑為聚合硫酸鐵。
一種含汞煙氣濕法脫汞方法，包括以下步驟：
（1）將脫汞劑稀釋配制脫汞液；脫汞劑與水的體積比為1:（10-20）。
所述脫汞劑包括沉汞劑、沉淀劑和晶種，沉汞劑的重量百分含量為10%～20%，晶種的用量為所述沉汞劑重量的0.5%～5%，沉淀劑的重量百分含量為0.1%～0.5%，余量為水；所述沉汞劑為硫、多硫化銨、多硫化鈉、多硫化鈣、硫氫化鈉、硫化鈉、硫化銨中的一種或幾種混合；所述晶種為微納米級HgO、HgS、Hg2Cl2中的一種或幾種混合；所述沉淀劑為聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚丙烯酰胺、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁中的一種或幾種混合；
（2）含汞煙氣與脫汞劑氣液接觸發(fā)生反應(yīng)，在氣液接觸反應(yīng)過程中，所述脫汞劑氧化或硫化含汞煙氣中的各種狀態(tài)汞，生成難溶的含汞化合物沉淀，反應(yīng)處理后的凈化煙氣排放；
（3）氣液接觸反應(yīng)后得到的反應(yīng)液進入沉降槽內(nèi)靜置，待含汞化合物晶相長大并沉降后進行固液分離。
優(yōu)選的，步驟（3）固液分離后得到的固相做危險廢物處置或進行資源化利用，液相經(jīng)組分調(diào)整后可返回步驟（1）用作脫汞劑。
含汞煙氣與脫汞劑的氣液接觸反應(yīng)可以在各種氣液反應(yīng)裝置中完成，優(yōu)選在噴淋塔、鼓泡塔或湍流塔中進行。
下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
實施例1
一種含汞煙氣濕法脫汞用脫汞劑，脫汞劑中沉汞劑的重量百分含量為10%、沉淀劑的重量百分含量為0.5%、晶種的用量為沉汞劑重量的5%，余量為水；沉汞劑為多硫化銨、多硫化鈉和多硫化鈣的混合物，多硫化銨、多硫化鈉和多硫化鈣的重量比為1:1:1，晶種為微納米級HgS，沉淀劑為聚合氯化鋁。
采用以上脫汞劑的含汞煙氣濕法脫汞方法，包括以下步驟：
（1）將脫汞劑稀釋配制脫汞液；脫汞劑與水的體積比為1:10。
（2）含汞煙氣與脫汞劑在鼓泡塔內(nèi)進行氣液接觸反應(yīng)，含汞煙氣中汞濃度0.4 mg/m3、煙氣溫度60℃，反應(yīng)處理后的凈化煙氣汞濃度0.02 mg/m3，低于0.03 mg/m3，脫汞效率在95%以上，凈化煙氣排放；
（3）氣液接觸反應(yīng)后得到的反應(yīng)液進入沉降槽內(nèi)靜置1.5小時，待含汞化合物晶相長大并沉降后底流進行固液分離。固液分離后得到的固相進行資源化利用，液相經(jīng)組分調(diào)整后可返回步驟（1）用作脫汞劑。
實施例2
一種含汞煙氣濕法脫汞用脫汞劑，脫汞劑中沉汞劑的重量百分含量為15%、沉淀劑的重量百分含量為0.1%、晶種用量為所述沉汞劑重量的0.5%，余量為水；沉汞劑為硫氫化鈉、硫化鈉和硫化銨的混合物，硫氫化鈉、硫化鈉和硫化銨的重量比為：硫氫化鈉 : 硫化鈉 : 硫化銨=1:2:1，晶種為微納米級HgO和Hg2Cl2的混合物，HgO和Hg2Cl2的重量比為1:1，沉淀劑為聚丙烯酰胺。
采用以上脫汞劑的含汞煙氣濕法脫汞方法，包括以下步驟：
（1）將脫汞劑稀釋配制脫汞液；脫汞劑與水的體積比為1:15。
（2）含汞煙氣與脫汞劑在噴淋塔內(nèi)進行氣液接觸反應(yīng)，含汞煙氣中汞濃度0.6 mg/m3、煙氣溫度80℃，反應(yīng)處理后的凈化煙氣汞濃度0.0126 mg/m3，遠低于0.03 mg/m3，脫汞效率在98%以上，凈化煙氣排放；
（3）氣液接觸反應(yīng)后得到的反應(yīng)液進入沉降槽內(nèi)靜置1.0小時，待含汞化合物晶相長大并沉降后底流進行固液分離。固液分離后得到的固相進行資源化利用，液相經(jīng)組分調(diào)整后可返回步驟（1）用作脫汞劑。
實施例3
一種含汞煙氣濕法脫汞用脫汞劑，脫汞劑中沉汞劑的重量百分含量為20%、沉淀劑的重量百分含量為0.3%、晶種用量為所述沉汞劑重量的3%，余量為水；沉汞劑為乳化硫和多硫化鈣的混合物，乳化硫和多硫化鈣的重量比為：乳化硫 : 多硫化鈣=1:10，晶種為微納米級HgS，沉淀劑為聚合硫酸鐵。
采用以上脫汞劑的含汞煙氣濕法脫汞方法，包括以下步驟：
（1）將脫汞劑稀釋配制脫汞液；脫汞劑與水的體積比為1:20。
（2）含汞煙氣與脫汞劑在噴淋塔內(nèi)進行氣液接觸反應(yīng)，含汞煙氣中汞濃度0.6 mg/m3、煙氣溫度45℃，反應(yīng)處理后的凈化煙氣汞濃度0.0125 mg/m3，遠低于0.03 mg/m3，脫汞效率在98%以上，凈化煙氣排放；
（3）氣液接觸反應(yīng)后得到的反應(yīng)液進入沉降槽內(nèi)靜置1.0小時，待含汞化合物晶相長大并沉降后進行固液分離。固液分離后得到的固相進行資源化利用，液相經(jīng)組分調(diào)整后可返回步驟（1）用作脫汞劑。
以上實施例的先后順序僅為便于描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。