一种内置化学反应器的联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的装置及方法.pdf

本发明涉及一种内置化学反应器的联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的装置及方法。所述的装置包括连接管，连接管上设有物料喷入装置，连接管连接化学反应器，化学反应器置于袋式除尘器内部。本发明方法中采用飞灰残炭、石灰粉料和铁质飞灰吸附燃煤烟气中的硫氧化物、重金属汞；袋式除尘器中的滤料经掺碳纤维制作，在进行烟气过滤时，可以实现可吸入颗粒物和重金属汞的联合脱除。本发明对于PM2.5级可吸入颗粒物，其脱除效率达到98％以上，并且显著地控制了燃煤烟气中的重金属汞排放，装置占地面积小，具有操作简单，运行安全可靠，环境效益显著等优点。

1.  一种内置化学反应器的联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的装置，其特征在于，包括连接管(1)，连接管(1)上设有物料喷入装置(2)，连接管(1)连接化学反应器(3)，化学反应器(3)置于袋式除尘器内部；
其中，所述的袋式除尘器包括灰斗(7)，灰斗(7)上侧连接袋式除尘器箱体(5)，袋式除尘器箱体(5)中部设有花板(9)，花板(9)连接滤袋(8)，袋式除尘器箱体(5)顶部一侧设有脉冲喷吹清灰装置(4)、另一侧设有净化气体出口(6)，所述化学反应器(3)的出口置于滤袋(8)与灰斗(7)之间。

2.  如权利要求1所述的一种内置化学反应器的联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的装置，其特征在于，所述的滤袋(8)由经掺碳纤维制作的工业用布制成。

3.  使用权利要求1所述的装置联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：将燃煤烟气经连接管(1)进入物料喷入装置(2)，与由物料喷入装置(2)喷入的飞灰残炭、石灰粉料以及铁质飞灰混合后进入化学反应器(3)；
第二步：将在化学反应器(3)中反应后的燃煤烟气经化学反应器(1)的出口进入袋式除尘器(5)对燃煤烟气进行过滤，过滤掉的物料由灰斗(7)收集，净化后的烟气由净化气体出口(6)排出。

一种内置化学反应器的联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的装置及方法
技术领域
本发明属于燃煤烟气净化和除尘技术领域，特别是涉及一种内置化学反应器的联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的装置及方法。
背景技术
大气可吸入颗粒物已成为大气环境污染的突出问题，并且日益引起世界各国的高度重视。煤是中国目前及以后相当长一段时期内电站燃料的主体，煤粉燃烧在提供必需的热源和电力资源的同时，会带来严重的可吸入颗粒物污染。据统计：2005年我国燃煤电站排放的可吸入颗粒物的总量占发电用煤量的1.2～1.5％，约为6.34～7.92万吨。燃煤排放的可吸入颗粒物已成为大气可吸入颗粒物的主要来源。可吸入颗粒物由于其具有较大的比表面积，富集了大量的有毒重金属和有机物，并且能在空气中长时间停留，可引发各种环境问题和生理问题。
煤燃烧过程中生成的污染物除SO₂、NOx、CO₂和可吸入颗粒物以外，还有各种形态的重金属汞。汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤和消化道等不同途径侵入人体，造成神经性中毒和深部组织病变，而且汞毒性具有积累性，往往需几年或十几年才有表现，所以燃煤过程中的汞污染控制问题越来越受到重视。在我国煤炭是主要燃料能源，据统计2003年我国燃煤电站汞排放量达到8618t，废渣汞排放量为28194t。可以预见，防止燃煤汞污染是21世纪电力工业最重要的环保课题之一。
鉴于燃煤可吸入颗粒物及重金属的严重危害以及单一污染物控制设备的不经济性，找到一种联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的集成控制技术已迫在眉睫。
目前，用于燃煤的烟气净化技术，如烟气除尘、烟气脱硫、烟气脱硝和脱除重金属等大都是单独进行技术开发，形成各自的技术体系和工艺流程，在目前的国内外燃煤电厂中，为了除去燃煤烟气中可吸入颗粒物及重金属汞等，绝大多数采用至少两套以上独立的除尘系统，这种烟气净化系统存在设备占地面积大、投资成本高、操作复杂等缺点。在重金属脱除方面，目前大多数除尘器采用的是活性炭喷入技术，虽然此技术效果显著，但与此过程相关的运行费用(主要是活性炭的成本)较高，成为此项技术进一步推广应用的障碍。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是要提供一种设备占地面积小、投资成本低、操作简单的内置化学反应器的联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的装置及方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种内置化学反应器的联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的装置，其特征在于，包括连接管，连接管上设有物料喷入装置，连接管连接化学反应器，化学反应器置于袋式除尘器内部；
其中，所述的袋式除尘器包括灰斗，灰斗上侧连接袋式除尘器箱体，袋式除尘器箱体中部设有花板，花板连接滤袋，袋式除尘器箱体顶部一侧设有脉冲喷吹清灰装置、另一侧设有净化气体出口，所述化学反应器的出口置于滤袋与灰斗之间。
所述的滤袋由经掺碳纤维制作的工业用布制成。
本发明还提供了使用上述装置联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：将燃煤烟气经连接管进入物料喷入装置，与由物料喷入装置喷入的飞灰残炭、石灰粉料以及铁质飞灰混合后进入化学反应器；
第二步：在化学反应器中反应后的燃煤烟气经化学反应器的底部出口进入袋式除尘器对燃煤烟气进行过滤，过滤掉的物料由灰斗收集，净化后的烟气由净化气体出口排出。
本发明方法中采用飞灰残炭、石灰粉料和铁质飞灰吸附燃煤烟气中的硫氧化物、重金属汞；袋式除尘器中的滤料经掺碳纤维制作，掺碳纤维滤料具有丰富的微孔、较大的比表面积和活性，在进行烟气过滤时，可以实现可吸入颗粒物和重金属汞的联合脱除；袋式除尘器灰斗中收集的物料中含有飞灰残炭，铁质飞灰等，将其分离出来，进行循环利用，提高了物料的有效利用效率，以节约系统的运行成本。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明装置中，化学反应器内置于袋式除尘器中，有效减少了系统的占地面积；
(2)采用廉价的飞灰残炭吸附烟气中的重金属汞，实现了以废治废，并且有效地降低系统的运行成本；
(3)袋式除尘器灰斗中收集的物料含有飞灰残炭、铁质飞灰等，可以将其分离出来进行循环利用，提高了物料的有效利用效率；
(4)该工艺操作简单，运行安全可靠，易于对现有装置进行改造，环境效益显著。
附图说明
图1为联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的装置图。
具体实施方式
下面结合实施例来具体说明本发明。
如图1所示，为联合脱除燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的装置图，所述的装置由连接管1、物料喷入装置2、化学反应器3和袋式除尘器组成。连接管1上设有物料喷入装置2，连接管1连接化学反应器3，化学反应器3置于袋式除尘器内部；其中，所述的袋式除尘器由脉冲喷吹清灰装置4、袋式除尘器箱体5、净化气体出口6、灰斗7、滤袋8和花板9组成。灰斗7上侧连接袋式除尘器箱体5，袋式除尘器箱体5中部设有花板9，花板9连接滤袋8，袋式除尘器箱体5顶部一侧设有脉冲喷吹清灰装置4、另一侧设有净化气体出口6，所述化学反应器3的出口置于滤袋8与灰斗7之间。所述的滤袋8由经掺碳纤维制作的工业用布(如：玻璃纤维+碳纤维)制成，具有丰富的微孔(其孔径为5～14埃)、较大的比表面积和活性，在对烟气进行过滤时有效地捕集燃煤可吸入颗粒物，再次脱除重金属汞，实现燃煤可吸入颗粒物及重金属汞的联合脱除。
上述装置联合脱除燃煤烟气中可吸入颗粒物及重金属汞的方法为：
燃煤烟气经连接管1进入物料喷入装置2，与由物料喷入装置2喷入的飞灰残炭、石灰粉料以及铁质飞灰混合后进入化学反应器3，在100～180℃、0.1～0.2MPa的条件下反应0.1～0.5h，脱除烟气中的硫氧化物、重金属汞(Hg⁰蒸汽)；将反应后的燃煤烟气经化学反应器1的出口进入袋式除尘器5对燃煤烟气进行过滤，过滤掉的物料由灰斗7收集，收集的物料中含有飞灰残炭、铁质飞灰等，可以将其分离出来，进行重复利用，提高物料的有效利用效率，以节约系统的运行成本。净化后的烟气由净化气体出口6排出。
本发明的联合脱除过程中，可以根据入口燃煤烟气检测的情况分别控制飞灰残炭、石灰粉料和铁质飞灰的喷入量。
实践证明，运用本发明方法脱除可吸入颗粒物，尤其是PM2.5级可吸入颗粒物，其脱除效率达到98％以上，并且显著控制了燃煤烟气的汞排放，运行成本极大降低，环境效益显著。