一種組合式凈化煙氣的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可用于鋼鐵廠、電廠的組合式煙氣處理方法。
【背景技術】
[0002]燃料燃燒產生的煙氣對我國的大氣環(huán)境造成了日益嚴重的危害，除此之外微量的重金屬汞Hg、HCl、HF以及揮發(fā)性有機污染物VOC等危害也日益引起人們的重視。目前已對二氧化硫進行了大規(guī)模的治理與控制，氮氧化物的控制也已日益提上日程，汞、氯、氟、揮發(fā)性有機污染物等在我國的燃煤鍋爐中尚未有明確要求。隨著我國經濟社會的發(fā)展以及人們環(huán)境保護意識的增強，這些污染物勢必要逐步進行控制。
[0003]目前已有的脫硫技術可分為干法、半干法和濕法等幾類。干法、半干法投資運行費用低，但往往存在脫硫效率不高的缺點，大規(guī)模鍋爐燃燒設備如電站鍋爐等往往不能達到環(huán)保要求。目前電站鍋爐廣泛采用的是石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術(WFGD)，該方法脫硫效率高，運行穩(wěn)定，但存在耗水量大，排放廢水二次污染，投資和運行成本較高等缺點。
[0004]氮氧化物的控制技術主要有兩類:第一類屬爐內燃燒過程控制方式，主要有低NOx燃燒器技術，0FA(0ver fire air)技術，低氧燃燒技術，再燃燒技術等通過燃燒過程調整來控制NOx的排放，可以將NOx控制在中等排放水平，一般脫硝效率在30?50 %左右。但一方面這些技術容易造成燃燒穩(wěn)定性下降，燃燒器區(qū)域容易形成局部還原性氣氛，造成灰熔點下降，引起水冷壁的粘污結渣現(xiàn)象，影響鍋爐的正常安全運行。另一方面隨著環(huán)保要求的進一步提高，很難實現(xiàn)NOx更進一步的排放控制。第二類技術為煙氣脫硝技術，目前美國、日本、歐洲等國家應用最為廣泛的技術為選擇性催化還原技術(SCR) ACR技術脫硝效率高，運行穩(wěn)定，但高灰布置情況下煙氣中較高的粉塵顆粒容易引起催化劑的磨損、堵塞等問題，飛灰中的重金屬會引起催化劑的中毒，運行和投資費用非常昂貴。我國環(huán)保工作起步較晚，二氧化硫的控制才剛剛開始，今后氮氧化物勢必提上日程，若采用發(fā)達國家逐項治理的思路，采用濕法煙氣脫硫WFGD裝置脫硫，選擇性催化SCR脫硝的方法勢必增加巨額的投資、運行費用，而一些老機組甚至存在布置困難等問題，因此開發(fā)低成本、高效率的同時脫硫脫硝技術就顯得尤為重要。
[0005]目前的汞控制方法，主要有活性炭吸附法，濕法煙氣脫硫(WFGD)裝置脫汞方法和飛灰吸附脫汞方法。由于燃煤鍋爐汞本底濃度較低，活性炭消耗量大，成本較高。濕法煙氣脫硫裝置僅能對二價汞進行有效吸收，而元素態(tài)汞往往占50 %以上，濕法煙氣脫硫裝置WFGD對元素態(tài)汞卻無能為力，其脫汞效率總體偏低。飛灰吸附脫汞效率較低，目前仍處于實驗室研究階段。而對于鍋爐煙氣中的氯化氫HCl和氟化氫HF以及揮發(fā)性有機污染物V0C，除在垃圾焚燒爐等特殊高濃度場合外，一般均處于無控狀態(tài)。
[0006]由于從例如作為火力發(fā)電站等的燃燒裝置的燃煤鍋爐排出的廢氣中含有毒性很高的汞，所以一直以來對除去廢氣中汞的系統(tǒng)進行了各種研究。通常，為了除去廢氣中的硫組分，在燃煤鍋爐中設置有濕式脫硫裝置。眾所周知以下事實:在上述這種鍋爐中設置了作為廢氣處理裝置的脫硫裝置而形成的廢氣處理設備中，當廢氣中的氯(Cl)組分增多時，可溶于水的2價金屬汞的比例增加，通過上述脫硫裝置容易對汞進行捕集。
[0007]作為處理大容量廢氣中的金屬汞的方法，提出了如下的方法:在煙道中，在高溫脫氮裝置的上游工序中，氣體噴霧氯化劑，在脫氮催化劑上對汞進行氧化(氯化)，在轉化成水溶性氯化汞后，被下游的濕式脫硫裝置吸收(參考例如專利文獻I和2)。需要說明的是，由于在煙道中氣體噴霧的裝置和技術已經在脫氮裝置的NH3的噴霧裝置中實際應用，在氯化劑的氣體噴霧中也可以采用同樣的方法?，F(xiàn)有技術涉及的廢氣處理系統(tǒng)100具備以下裝置:除去來自供給煤作為燃料F的燃煤鍋爐11的廢氣12中的氮氧化物，同時向氣體中噴霧氯化氫23使汞氧化的脫氮裝置13;回收除去氮氧化物之后的氣體中的熱的空氣加熱器14;除去熱回收后氣體中煤塵的集塵器15;除去除塵后氣體中硫氧化物的脫硫裝置16;向外部排出脫硫后氣體的煙囪17;以及產生上述氯化氫23的鹽酸氣化裝置21。
[0008]CN00104875公開了對使用濕式滌氣器，用濕式滌氣器漿料收集和洗滌含汞工業(yè)廢氣的方法進行改進，該改進包括:在工業(yè)廢氣中加入硫化氫;在濕式滌氣器中洗滌工業(yè)廢氣。特別適用于在爐子中燃煤產生廢煙道氣的工業(yè)過程中要求減少汞排放的要求，方法包括:輸送煙道廢氣通過集塵器，在煙道氣中加入硫化物，之后進入濕式滌氣器，或在濕式滌氣器中向煙道氣加入硫化氫。同時對使用收集和洗滌含汞工業(yè)廢氣的洗滌器的方法的改進，這些改進包括:在工業(yè)廢氣中加入硫化物鹽的水溶液，并在洗滌器中洗滌工業(yè)廢氣。尤其適用于在爐子中燃煤產生廢煙道氣的工業(yè)過程中要求減少汞排放的要求，方法包括:輸送煙道廢氣通過集塵器，如織物過濾器或靜電集塵器。使用堿試劑水溶液收集和洗滌含汞工業(yè)廢氣的洗滌器的設備，具體改進包括:提供二價硫離子溶液的裝置以及對加入到洗滌器中工業(yè)廢氣的二價硫離子溶液進行控制的裝置。本發(fā)明還特別適用于燃燒礦物燃料如煤炭或固體廢物的公用事業(yè)裝置，這些裝置除使用洗滌器外，還使用集塵器(如靜電集塵器或織物過濾器)，和/或其它用于減少對大氣排放的常用裝置。
[0009]CN200610054759公開了一種鍋爐煙氣多種污染物臭氧氧化同時脫除裝置及其方法。鍋爐煙氣多種污染物臭氧氧化同時脫除方法包括以下步驟:I)在鍋爐煙道上的靜電除塵器前或后，110?150°C低溫段噴入臭氧，噴入臭氧與鍋爐煙氣中的氮氧化物摩爾比例為1.1?2.0，將鍋爐煙氣中不溶于水的低價態(tài)氮氧化物氧化成為易溶于水的高價態(tài)氮氧化物，二氧化硫氧化生成三氧化硫，元素態(tài)汞氧化成易溶于水的二價汞，揮發(fā)性有機污染物氧化降解，反應時間至少為0.5秒。2)將經過上一步驟處理的鍋爐煙氣送入堿液洗滌塔中對進行洗滌，同時吸收煙氣中的高價態(tài)氮氧化物、硫氧化物、汞以及氯化氫、氟化氫，在儲液槽中加入H2S、Na2SSNaHS汞固定劑，使二價汞生成HgS沉淀，硫酸鹽與硝酸鹽濃縮結晶。堿液是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈣、碳酸鈣或氨水中一種或多種。
[0010]膨潤土在我國儲量大，應用非常廣泛，它的比表面積大，熱穩(wěn)定性高，吸附性能好，是一種潛在的高效廉價的環(huán)保吸附劑，但膨潤土也存在溶脹性較大、難于沉降等缺點，為解決實際應用的問題，制備一種吸附效果更高、沉降性能好和