排氣口 Ila連通。煙氣中的單質(zhì)汞在反應(yīng)器11中被氮氧化物氧化后形成固體產(chǎn)物(即氧化汞及汞鹽)，該固體產(chǎn)物經(jīng)沉降后通過(guò)排渣口 Ilb排除，脫汞后的煙氣可以通過(guò)排氣口 Ila進(jìn)入另一個(gè)脫汞單元10進(jìn)行二次脫汞。
[0058]作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，如圖2所示，上述煙氣脫汞裝置包括循環(huán)管道20，所述脫汞單元10還包括串聯(lián)設(shè)置的第一脫汞單元1a和第二脫汞單元10b，所述第一脫汞單元1a的反應(yīng)器11的入口用于通入煙氣，從第二脫汞單元1b排出的煙氣通過(guò)循環(huán)管道20循環(huán)至第二脫汞單元1b中再次脫汞，從而提供脫汞效率。其中，循環(huán)管道20上可以設(shè)置風(fēng)機(jī)30，從而使從第二脫汞單元1b排出的煙氣循環(huán)至第二脫汞單元1b中。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供一種燃燒系統(tǒng)，該燃燒系統(tǒng)包括鍋爐，所述燃燒系統(tǒng)還包括上煙氣脫汞裝置，該煙氣脫汞裝置的脫汞單元10與鍋爐的煙氣排出口連通。其中，所述燃燒系統(tǒng)可以為富氧燃燒系統(tǒng)。
[0060]其中，所述燃燒系統(tǒng)包括依次連接在鍋爐和煙氣脫汞裝置之間的除塵器和第二冷凝器。也就是說(shuō)，在煙氣進(jìn)入脫汞裝置之前先通過(guò)除塵器除塵并通過(guò)第二冷凝器冷凝脫水(冷凝后產(chǎn)生的水由第二冷凝器的底部排出)，從而可以保證后續(xù)二氧化碳的壓縮以及液化設(shè)備的可靠運(yùn)行(在富氧燃燒系統(tǒng)中，煙氣中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，為了避免大量的二氧化碳對(duì)環(huán)境造成影響，一般會(huì)對(duì)二氧化碳進(jìn)行壓縮、液化后儲(chǔ)存)O另外，在煙氣進(jìn)入脫汞裝置之前進(jìn)行除塵，是為了避免對(duì)后續(xù)管道造成堵塞，從而在高壓下產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問(wèn)題。而在煙氣進(jìn)入脫汞裝置之前先通過(guò)第二冷凝器進(jìn)行冷凝脫水，是因?yàn)楦谎跞紵裏煔庵型写罅康乃羝?，如果不進(jìn)行冷凝脫水，大量的水蒸氣進(jìn)入壓縮裝置，不僅會(huì)影響壓縮設(shè)備的可靠運(yùn)行，還會(huì)使得煙氣中的酸性污染物N0X、302等轉(zhuǎn)變?yōu)镠NO 3和H 2S04，這些酸性物質(zhì)對(duì)壓縮機(jī)、管道等都會(huì)造成嚴(yán)重的腐蝕。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明還提供一種煙氣脫汞方法，其中，該煙氣脫汞方法包括以下步驟:S:使煙氣中的單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化。
[0062]其中，所述步驟S包括:在單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化之前先將煙氣進(jìn)行壓縮。進(jìn)一步地，所述步驟S包括:在單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化之前先將煙氣進(jìn)行壓縮和冷凝。其中，所述步驟S包括:在單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化之前先將煙氣依次進(jìn)行壓縮、冷凝和氣液分離。另外，多次重復(fù)步驟S直至將煙氣中的汞全部脫除。需要說(shuō)明的是，上文的壓縮、冷凝以及氣液分離可以分別通過(guò)壓縮機(jī)、冷凝器以及氣液分離器實(shí)現(xiàn)。
[0063]進(jìn)一步地，所述步驟S包括:S1:將煙氣分別進(jìn)行一次壓縮、一次冷凝和一次氣液分離，然后使煙氣中的單質(zhì)汞被氮氧化物氧化；S2:將反應(yīng)后的煙氣分別進(jìn)行二次壓縮、二次冷凝和二次氣液分離，然后使煙氣中的剩余的單質(zhì)汞再次被氮氧化物氧化；S3:重復(fù)步驟S2。其中，脫汞率與煙氣中的氮氧化物(NOx)濃度以及反應(yīng)壓力成正比，因此當(dāng)?shù)趸?NOx)濃度較高時(shí)，反應(yīng)器11的反應(yīng)壓力可適當(dāng)?shù)亟档?。例如，?dāng)煙氣中氮氧化物的濃度低于500ppm時(shí)，一次壓縮和二次壓縮的壓力范圍分別控制為10-15bar和20_30bar ;當(dāng)煙氣中氮氧化物的濃度高于500ppm時(shí)，一次壓縮和二次壓縮的壓力范圍分別控制為5-lObar和15_25bar0
[0064]下面以具體的實(shí)施例對(duì)上述方法進(jìn)行詳細(xì)描述:如圖1所示，從鍋爐爐膛排出的煙氣分別經(jīng)過(guò)除塵、冷凝脫水后，進(jìn)入第一脫汞單元1a的壓縮機(jī)12中進(jìn)行一次壓縮并壓縮至10-15bar，從壓縮機(jī)12出來(lái)的煙氣再經(jīng)過(guò)第一脫汞單元1a的第一冷凝器13進(jìn)行一次冷凝并將煙氣的溫度將至室溫，產(chǎn)生的液體(水)由氣液分離器14排出，脫水后的煙氣進(jìn)入第一脫汞單元1a的反應(yīng)器11內(nèi)進(jìn)行脫汞處理(脫汞的原理在上文已經(jīng)詳細(xì)描述，這里不再重復(fù))，在反應(yīng)器11中，煙氣中的氣態(tài)單質(zhì)汞一部分轉(zhuǎn)化為固體渣由反應(yīng)器11下部的排渣口 Ilb排出，煙氣中的氣態(tài)單質(zhì)汞的另一部分隨煙氣離開(kāi)第一脫汞單元1a的反應(yīng)器11 ( 一般情況下，第一脫汞單元1a汞脫除率為50-70% )。經(jīng)初步脫汞后的煙氣進(jìn)入第二脫汞單元1b的壓縮機(jī)12中進(jìn)行二次壓縮并壓縮至20-30bar，從壓縮機(jī)12出來(lái)的煙氣再經(jīng)過(guò)第二脫汞單元1b的第一冷凝器13進(jìn)行二次冷凝并將煙氣的溫度將至室溫，產(chǎn)生的液體(水)由氣液分離器14排出，脫水后的煙氣進(jìn)入第二脫汞單元1b的反應(yīng)器11內(nèi)進(jìn)行再次脫汞，煙氣中的單質(zhì)汞基本被完全脫除。為避免系統(tǒng)波動(dòng)導(dǎo)致脫汞不完全，從第二脫汞單元1b的反應(yīng)器11出來(lái)的煙氣可通過(guò)循環(huán)管道20經(jīng)由第二脫汞單元1b的壓縮機(jī)11壓縮后，重新進(jìn)入第二脫汞單元1b的反應(yīng)器11進(jìn)行再次脫汞。事實(shí)上，經(jīng)試驗(yàn)證明，在壓力為14bar、500ppm的NO和5%的O2存在的條件下，氣相汞單質(zhì)(Hg °)的脫出率能夠達(dá)到99%以上，近似接近100%。
[0065]本發(fā)明提供的脫汞裝置還具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是運(yùn)行成本低，因?yàn)楦谎跞紵臒煔獗旧硇枰?jīng)過(guò)壓縮液化過(guò)程實(shí)現(xiàn)二氧化碳的捕集，利用這一特殊工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)氣態(tài)Hg°和NOx的協(xié)同脫除，也就是說(shuō)，本發(fā)明提供的脫汞裝置可以利用燃燒系統(tǒng)中已有的裝置(例如壓縮機(jī))，大大節(jié)約了富氧燃燒的運(yùn)行成本。因此，本發(fā)明提供的脫汞裝置能夠?qū)崿F(xiàn)煙氣中單質(zhì)汞的高效低成本脫除。
[0066]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0067]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0068]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煙氣脫汞裝置，其特征在于，該煙氣脫汞裝置包括用于接收煙氣并使煙氣中的單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化的脫汞單元(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫汞裝置，其特征在于，所述脫汞單元(10)包括反應(yīng)器(11)和壓縮機(jī)(12)，所述壓縮機(jī)(12)的入口用于通入煙氣，所述壓縮機(jī)(12)的出口與所述反應(yīng)器(11)的入口連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣脫汞裝置，其特征在于，所述脫汞單元(10)包括設(shè)置在所述壓縮機(jī)(12)與所述反應(yīng)器(11)之間的第一冷凝器(13)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣脫汞裝置，其特征在于，所述脫汞單元(10)包括具有氣體排出口(14a)和液體排出口(14b)的氣液分離器(14)，所述氣液分離器(14)設(shè)置在所述第一冷凝器(13)與所述反應(yīng)器(11)之間。5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任意一項(xiàng)所述的煙氣脫汞裝置，其特征在于，該煙氣脫汞裝置包括串聯(lián)設(shè)置的至少兩個(gè)所述脫汞單元(10)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣脫汞裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器(11)包括位于上部的排氣口(Ila)和位于下部的排渣口(11b)，所述反應(yīng)器(11)的所述入口位于所述反應(yīng)器(11)的中部。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙氣脫汞裝置，其特征在于，相鄰的兩個(gè)所述脫汞單元(10)中，一個(gè)所述脫汞單元(10)的入口與另一個(gè)所述脫汞單元(10)的反應(yīng)器(11)的所述排氣P (Ila)連通。8.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任意一項(xiàng)所述的煙氣脫汞裝置，其特征在于，該煙氣脫汞裝置包括循環(huán)管道(20)，所述脫汞單元(10)包括串聯(lián)設(shè)置的第一脫汞單元(1a)和第二脫汞單元(1b)，所述第一脫汞單元(1a)的反應(yīng)器(11)的入口用于通入煙氣，從所述第二脫汞單元(1b)排出的煙氣通過(guò)所述循環(huán)管道(20)循環(huán)至所述第二脫汞單元(1b)中再次脫汞。9.一種燃燒系統(tǒng)，該燃燒系統(tǒng)包括鍋爐，其特征在于，所述燃燒系統(tǒng)還包括權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的煙氣脫汞裝置，所述煙氣脫汞裝置的脫汞單元(10)與所述鍋爐的煙氣排出口連通。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒系統(tǒng)為富氧燃燒系統(tǒng)。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒系統(tǒng)包括依次連接在所述鍋爐和所述煙氣脫汞裝置之間的除塵器和第二冷凝器。12.—種煙氣脫汞方法，其特征在于，該煙氣脫汞方法包括以下步驟: S:使煙氣中的單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化。13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的煙氣脫汞方法，其特征在于，所述步驟S包括:在單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化之前先將煙氣進(jìn)行壓縮。14.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的煙氣脫汞方法，其特征在于，所述步驟S包括:在單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化之前先將煙氣進(jìn)行壓縮和冷凝。15.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的煙氣脫汞方法，其特征在于，所述步驟S包括:在單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化之前先將煙氣依次進(jìn)行壓縮、冷凝和氣液分離。16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任意一項(xiàng)所述的煙氣脫汞方法，其特征在于，多次重復(fù)步驟S直至將煙氣中的汞全部脫除。17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的煙氣脫汞方法，其特征在于，所述步驟S包括: S1:將煙氣分別進(jìn)行一次壓縮、一次冷凝和一次氣液分離，然后使煙氣中的單質(zhì)汞被氮氧化物氧化； 52:將反應(yīng)后的煙氣分別進(jìn)行二次壓縮、二次冷凝和二次氣液分離，然后使煙氣中的剩余的單質(zhì)汞被氮氧化物再次氧化； 53:重復(fù)步驟S2 ； 其中，當(dāng)煙氣中氮氧化物的濃度低于500ppm時(shí)，一次壓縮和二次壓縮的壓力范圍分別控制為 10-15bar 和 20_30bar ； 當(dāng)煙氣中氮氧化物的濃度高于500ppm時(shí)，一次壓縮和二次壓縮的壓力范圍分別控制為 5-10bar 和 15_25bar。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及煙氣處理領(lǐng)域，公開(kāi)了一種煙氣脫汞裝置、燃燒系統(tǒng)以及煙氣脫汞方法，該煙氣脫汞裝置包括用于接收煙氣并使煙氣中的單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化的脫汞單元(10)。本發(fā)明通過(guò)使煙氣中的單質(zhì)汞被氮氧化物充分氧化從而形成不溶于水的固體而實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中汞的脫除，由于是固體產(chǎn)物因此容易收集清除，不會(huì)造成二次污染，對(duì)管道設(shè)備無(wú)腐蝕，而且，汞的排放濃度能夠滿(mǎn)足其排放要求。
【IPC分類(lèi)】F23J15/00, F23J15/06, F23J15/02, B01D53/76, B01D53/64
【公開(kāi)號(hào)】CN105126572
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510622719
【發(fā)明人】張立麒, 劉毅, 毛志慧, 周宏寶, 易寶軍, 史曉宏, 鄭楚光, 趙瑞
【申請(qǐng)人】中國(guó)神華能源股份有限公司, 北京國(guó)華電力有限責(zé)任公司, 神華國(guó)華（北京）電力研究院有限公司, 華中科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月25日