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1、10申请公布号CN102343200A43申请公布日20120208CN102343200ACN102343200A21申请号201110282292922申请日20110921B01D53/6420060171申请人中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司地址100098北京市海淀区知春路甲48号盈都大厦A座26层72发明人胡式海肖平江建忠钟犁74专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人贾玉健54发明名称一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法及系统57摘要本发明公开了一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法及系统，该系统包括与空气预热器和炉膛连通的一次风热风管道和二次风热风管道，输。
2、煤系统通过给煤机连通磨煤系统，还包括储液罐，储液罐中有卤化物添加剂溶液。储液罐与输煤系统、给煤机、一次风热风管道、二次风热风管道中的至少一个相连通，通过所述系统，使卤化物添加剂溶液进入锅炉本体参与燃烧反应，促进烟气中的汞的氧化，提高烟气中氧化汞的比例，从而提高锅炉尾部烟道中脱硝、脱硫以及除尘等烟气净化设备的协同脱汞效果，使烟囱中的烟气汞含量大幅度降低。该系统在可以实现燃煤电厂汞污染物排放水平满足更严格的环保标准要求的同时，具有汞污染物控制系统投资和运行成本低的优点。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图4页CN102343218A1/1页21。
3、一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制系统，其特征在于，使卤化物添加剂溶液进入锅炉本体6参与燃烧反应，促进锅炉燃烧反应生成的单质汞氧化为二价汞，从而利用锅炉尾部烟道的现有烟气净化设备实现汞的有效脱除，所述卤化物添加剂溶液的浓度范围为0120MOL/L。2根据权利要求1所述的高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法，其特征在于，将卤化物添加剂溶液直接喷入锅炉本体6参与燃烧，卤化物添加剂与一起进入锅炉本体6的空气量的比例为11000MG/NM3。3根据权利要求1所述的高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法，其特征在于，将卤化物添加剂溶液喷入到热风管道中，通过热风将卤化物添加剂带入锅炉本体6参与燃烧，卤化物添加剂。
4、与一起进入锅炉本体6的空气量的比例为11000MG/NM3。4根据权利要求1所述的高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法，其特征在于，将卤化物添加剂与煤混合后一起进入锅炉本体参与燃烧，卤化物添加剂加入量与给煤量的比例为15000PPM。5根据权利要求1所述的高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法，其特征在于，所述卤化物添加剂溶液用包含卤化物的混合物溶液代替。6根据权利要求1或5所述的高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法，其特征在于，所述卤化物为氯盐、溴盐、碘盐或它们的混合物。7一种实现权利要求1所述高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法的系统，包括与锅炉本体6连通的二次风热风管道7，二次风热风管道7与空气预。
5、热器15连通，空气预热器15还连通一次风热风管道11，一次风热风管道11与磨煤机10连通，磨煤机10与锅炉本体6连通，其特征在于，系统还包括储液罐5，储液罐5与一次风热风管道11和二次风热风管道7中的至少一个相连通，储液罐5中有卤化物添加剂溶液。8一种实现权利要求1所述高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法的系统，包括与空气预热器15连通的一次风热风管道11，一次风热风管道11与磨煤机10连通，磨煤机10与锅炉本体6连通，输煤系统2通过给煤机3连通磨煤机10，其特征在于，系统还包括储液罐5，储液罐5与输煤系统2或者给煤机3连通，储液罐5中有卤化物添加剂溶液。9一种实现权利要求1所述高效低成本的燃煤。
6、电厂汞污染控制方法的系统，包括与锅炉本体6连通的二次风热风管道7，二次风热风管道7还连通有二次风支管21和空气预热器15，二次风支管21与磨煤机10连通，磨煤机10通过煤粉分离器19与煤粉仓20相连通，煤粉仓20连通锅炉本体6，煤粉仓20通过一次风热风管道11连通空气预热器15，输煤系统2通过给煤机3连通磨煤机10，其特征在于，系统还包括储液罐5，储液罐5与输煤系统2、给煤机3、一次风热风管道11、二次风热风管道7中的至少一个相连通，储液罐5中有卤化物添加剂溶液。10根据权利要求7或8或9所述的高效低成本的燃煤电厂汞污染控制系统，其特征在于，在锅炉本体6的出口与空气预热器15之间设置脱硝系统1。
7、4，空气预热器15又依次连通除尘器16、脱硫系统17以及烟囱18。权利要求书CN102343200ACN102343218A1/6页3一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法及系统技术领域0001本发明属于环境保护技术领域，涉及燃煤电厂的污染控制方法，具体涉及一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法及系统。背景技术0002汞是一种剧毒性物质，会对环境、人体产生长期而又严重的危害。而全球燃煤汞排放量约占人为汞排放量的2/3。中国作为煤炭消费大国，燃煤过程中造成的汞排放及其污染更加严峻。因此，我国已经将汞污染控制工作列入重金属污染防治“十二五”规划中，并初步提出了燃煤电厂排放的汞及其化合物必须低于00。
8、3MG/M3的排放限制要求。0003目前，国内对燃煤电厂的汞污染控制开展了一系列的理论研究，但尚未开展工程应用。而国外则通过多年的实践，已经积累了燃煤电厂汞污染控制的宝贵经验。国外成熟的汞污染控制技术主要分为两类，一类是吸附脱汞技术，一类是协同脱汞技术。0004吸附脱汞技术，是利用活性炭等吸附剂，对烟气中的汞进行吸附脱除。专利“用于脱除烟气中汞的吸附剂及相应的脱汞方法”专利号CN03816017X公布的就是实现高效脱汞专用的粉末状溴化活性炭的制备方法，以及将吸附剂喷入空气预热器后实现汞污染控制的方法。吸附脱汞技术的主要特点是适应性广，但是投资和运行成本高昂，电厂一般难以承受。0005协同脱汞技。
9、术，则是利用电厂现有的烟气净化设备，在实现脱硫、脱硝、除尘的同时，实现协同脱汞。专利“强化湿法烟气脱硫系统除汞作用的方法”专利号200610028333公布的就是通过在脱硫浆液中添加若干种含硫化学稳定剂或螯合剂，提高湿法脱硫系统的脱汞效率的方法。协同脱汞技术的主要特点是投资和运行成本较低，但脱汞效率受到了烟气净化系统和煤种的限制。0006燃煤电厂排放烟气中的汞可分为三类单质汞、氧化汞、颗粒汞。试验研究表明烟气中的单质汞的比例，与煤中氯、溴、钙、铁等元素的含量相关，尤其当卤素含量低时，烟气中单质汞的比例高。除尘系统可以脱除绝大部分的颗粒汞，但对单质汞和氧化汞的脱除效果有限，而颗粒汞的比例与氧化汞。
10、的比例呈正相关性。脱硫系统可以实现氧化汞的高效脱除，但是对单质汞几乎没有脱除效果。脱硝系统可以使烟气中的单质汞氧化，但是烟气中卤素含量低时，氧化效果差。0007因此，协同脱汞技术对氧化汞和颗粒汞的脱除效果较好，但对单质汞的脱除效果差，尤其当煤中卤素含量低、烟气中单质汞含量很高时，脱硫、脱硝、除尘装置的协同脱汞效果均会明显下降。而我国煤中的卤素含量普遍较低，因此简单地利用现有的烟气净化系统可能难以获得较好的协同脱汞效果。0008截止2009年底，我国燃煤电厂中，100的安装有除尘设备，而建有脱硫系统的机组约占火电装机容量的71，建有脱硝系统的机组约占火电装机容量的67，并将保持高速增长。同时考虑。
11、到协同脱汞技术与吸附脱汞技术相比成本低廉，因此，充分利用现有烟气净化系统，开发能够提高协同脱汞效率的技术工艺，是适合于我国燃煤电厂的汞污染控说明书CN102343200ACN102343218A2/6页4制技术，具有非常重要的意义。发明内容0009为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法及系统，通过将氯盐、溴盐、碘盐或它们的混合物或含有它们的混合物，作为卤化物添加剂加入煤中或助燃空气中，使卤化物添加剂进入炉膛参与燃烧反应，促进烟气中汞的氧化，提高烟气中氧化汞的比例，从而提高锅炉尾部烟道中脱硝、脱硫以及除尘等烟气净化设备的协同脱汞效果，使烟囱中的烟气。
12、汞含量大幅度降低。该系统在可以实现燃煤电厂锅炉烟气中汞污染物排放水平满足更严格的环保标准要求的同时，具有汞污染物控制系统投资和运行成本低的优点。0010为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是0011一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制系统，使卤化物添加剂溶液进入锅炉本体6参与燃烧，促进锅炉燃烧反应生成的单质汞氧化为二价汞，从而利用锅炉尾部烟道的现有烟气净化设备实现汞的有效脱除，所述卤化物添加剂溶液的浓度范围为0120MOL/L。0012将卤化物添加剂溶液直接喷入锅炉本体6参与燃烧，卤化物添加剂与一起进入锅炉本体6的空气量的比例为11000MG/NM3。0013或者，将卤化物添加剂溶液喷入到。
13、热风管道中，通过热风将卤化物添加剂带入锅炉本体6参与燃烧，卤化物添加剂与一起进入锅炉本体6的空气量的比例为11000MG/NM3。0014或者，将卤化物添加剂与煤混合后一起进入锅炉本体6参与燃烧，卤化物添加剂加入量与给煤量的比例为15000PPM。0015本发明还提供了一种所述高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法的系统，包括与锅炉本体6连通的二次风热风管道7，二次风热风管道7与空气预热器15连通，空气预热器15还连通一次风热风管道11，一次风热风管道11与磨煤机10连通，磨煤机10与锅炉本体6连通，还包括储液罐5，储液罐5与一次风热风管道11和二次风热风管道7中的至少一个相连通，储液罐5中有卤化。
14、物添加剂溶液。0016实现所述高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法的另一种系统，包括与空气预热器15连通的一次风热风管道11，一次风热风管道11与磨煤机10连通，磨煤机10与锅炉本体6连通，输煤系统2通过给煤机3连通磨煤机10，其特征在于，还包括储液罐5，储液罐5与输煤系统2或者给煤机3连通，储液罐5中有卤化物添加剂溶液。0017实现所述高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法的另一种系统，包括与锅炉本体6连通的二次风热风管道7，二次风热风管道7还连通有二次风支管21和空气预热器15，二次风支管21与磨煤机10连通，磨煤机10通过煤粉分离器19与煤粉仓20相连通，煤粉仓20连通锅炉本体6，煤粉仓20通。
15、过一次风热风管道11连通空气预热器15，输煤系统2通过给煤机3连通磨煤机10，其特征在于，还包括储液罐5，储液罐5与输煤系统2、给煤机3、一次风热风管道11、二次风热风管道7中的至少一个相连通，储液罐5中有卤化物添加剂溶液。0018所述的几种系统中，在锅炉本体6的出口与空气预热器15之间设置脱硝系统14，空气预热器15又依次连通除尘器16、脱硫系统17以及烟囱18。说明书CN102343200ACN102343218A3/6页50019所述的方法与系统中，卤化物为氯盐、溴盐、碘盐或它们的混合物或含有它们的混合物，比如氯化钙、溴化钙、氢溴酸、碘化钾或它们的混合物，还可以是含有卤化物的混合物，如溴。
16、化钙、氯化钙和硫酸钠的混合物。0020与现有技术相比，本发明的优点是00211针对我国煤中卤素含量低，从而导致烟气中单质汞含量高的特点，通过向煤和/或助燃空气中加入卤化物添加剂，使卤化物均匀的进入炉膛参与燃烧，可以有效增加烟气中氧化汞的比例，从而利用燃煤电厂现有的烟气净化系统获得较高的脱汞效率。00222本方法只需加入少量的较为廉价的卤化物添加剂即可实现高效的汞污染控制，加药设备简单，投资成本和运行成本均远远低于吸附脱汞技术。00233本方法实际阐述了多种添加剂加入方式。其中，若采用往输煤系统中加入添加剂，具有系统简单、加药系统少的优点，但延时较长；若采用往给煤机或磨煤机中加入添加剂，则延时短。
17、操作方便，但加药系统数量较多；若采用往一、二次热风中加入添加剂，则设备简单数量少，操作方便延时短。附图说明0024图1是本发明的实施例1的工作原理结构示意图，采用向二次风热风管道和一次风热风管道中加入氯化钙溶液。0025图2是本发明的实施例2的工作原理结构示意图，采用向直吹式制粉系统的一次风热风管道中加入溴化钙溶液。0026图3是本发明的实施例3的工作原理结构示意图，采用向中间储仓式制粉系统的一次风热风管道中加入溴化钙和氯化钙的混合溶液。0027图4是本发明的实施例4的工作原理结构示意图，采用向直吹式制粉系统的二次风热风管道中加入氢溴酸溶液，无脱硝系统。0028图5是本发明的实施例5的工作原理。
18、结构示意图，采用向直吹式制粉系统的给煤机中加入溴化钙溶液。0029图6是本发明的实施例6的工作原理结构示意图，采用向直吹式制粉系统的输煤系统中加入溴化钙、碘化钾的混合溶液。0030图7是本发明的实施例7的工作原理结构示意图，采用向中间储仓式制粉系统的给煤机中加入溴化钙、氯化钙和硫酸钠的混合溶液，无脱硝系统。具体实施方式0031下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。0032实施例一0033如图1所示，一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制系统，包括与锅炉本体6连通的二次风热风管道7，二次风热风管道7与空气预热器15连通，还包括与空气预热器15连通的一次风热风管道11，一次风热风管道11与磨煤。
19、机10连通，磨煤机10与锅炉本体6连通，输煤系统2通过给煤机3连通磨煤机10，用来给磨煤机10供煤，空气预热器15连接有一次风机12和二次风机13，分别给一次风热风管道11和二次风热风管道7供风，在锅炉本体6的出口与空气预热器15之间设置脱硝系统14，空气预热器15又依次连通除尘器16、说明书CN102343200ACN102343218A4/6页6脱硫系统17以及烟囱18，储液罐5分别通过一次风加药口4和二次风加药口8与一次风热风管道11和二次风热风管道7连通。0034其实现汞污染控制的方法如下0035储液罐5中的卤化物添加剂选择氯化钙。氯化钙在储液罐5中，被配制成4MOL/L的均匀溶液后，。
20、分别由一次风加药口4和二次风加药口8加入一次风热风管道11和二次风热风管道7中，由一次风和二次风带入锅炉本体6参与燃烧，促进烟气中的汞的氧化使烟囱18中的烟气汞含量达到排放要求，氯化钙加入量与一次风和二次风总量的比例40MG/NM3。所述的一次风加药口4位于一次风热风管道11中，其数量与一次风热风管道11一一对应，均为两个；二次风加药口8位于二次风热风管道7中，其数量与二次风热风管道7一一对应，均为两个。由于正常运行过程中，一次风和二次风的风量基本不变，所以氯化钙的加入量也基本不变，无需频繁调整。0036在本实施例中，脱汞效率能达到65以上。0037实施例二0038如图2所示，一种高效低成本的。
21、燃煤电厂汞污染控制系统，包括与锅炉本体6连通的二次风热风管道7，二次风热风管道7与空气预热器15连通，还包括与空气预热器15连通的一次风热风管道11，一次风热风管道11与磨煤机10连通，磨煤机10与锅炉本体6连通，输煤系统2通过给煤机3连通磨煤机10，用来给磨煤机10供煤，空气预热器15连接有一次风机12和二次风机13，分别给一次风热风管道11和二次风热风管道7供风，在锅炉本体6的出口与空气预热器15之间设置脱硝系统14，空气预热器15又依次连通除尘器16、脱硫系统17以及烟囱18，储液罐5仅通过一次风加药口4与一次风热风管道11连通。0039其实现汞污染控制的方法如下0040储液罐5中的卤化。
22、物添加剂选择溴化钙。溴化钙在储液罐5中，被配制成4MOL/L的均匀溶液后，由一次风加药口4加入一次风热风管道11中，由一次风带入锅炉本体6参与燃烧，促进烟气中的汞的氧化使烟囱18中的烟气汞含量达到排放要求，溴化钙加入量与标准一次风风量的比例为40MG/NM3。所述的一次风加药口4位于一次风热风管道11中，其数量与一次风热风管道11一一对应，均为两个，从而减少了添加剂喷射系统的数量及其复杂程度。同时添加剂从一次风加药口4加入后，将进入磨煤机10，从而实现添加剂更加均匀地与一次风混合然后参与燃烧。由于正常运行过程中，一次风的风量基本不变，所以溴化钙的加入量也基本不变，无需频繁调整。0041在本实施。
23、例中，脱汞效率能达到80以上。0042实施例三0043如图3所示，一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制系统，包括与锅炉本体6连通的二次风热风管道7，二次风热风管道7与空气预热器15连通，还包括与空气预热器15和二次风热风管道7连通的二次风支管21，二次风支管21与磨煤机10连通，磨煤机10与锅炉本体6连通，输煤系统2通过给煤机3连通磨煤机10，用来给磨煤机10供煤，磨煤机10通过煤粉分离器19与煤粉仓20相连通，煤粉仓20连通锅炉本体6，煤粉仓20通过一次风热风管道11连通空气预热器15，空气预热器15连接有一次风机12和二次风机13，分别给一次风热风管道11和二次风热风管道7供风，在锅炉本体6。
24、的出口与空气预热器15之间设置脱硝系统14，空气预热器15又依次连通除尘器16、脱硫系统17以及烟囱18，还包括说明书CN102343200ACN102343218A5/6页7储液罐5，储液罐5通过一次风加药口4与一次风热风管道11连通，所述的一次风加药口4位于一次风热风管道11中，其数量与一次风热风管道11一一对应，均为两个，从而减少了添加剂喷射系统的数量及其复杂程度。0044其实现汞污染控制的方法如下0045储液罐5中的卤化物添加剂选择溴化钙和氯化钙的混合溶液。在储液罐5中，溴化钙浓度为3MOL/L，氯化钙浓度为5MOL/L，然后，由一次风加药口4加入一次风热风管道11中，由一次风带入锅炉。
25、本体6参与燃烧，促进烟气中的汞的氧化使烟囱18中的烟气汞含量达到排放要求，本实施例中，溴化钙与标准一次风风量的比例为30MG/NM3，氯化钙与标准一次风风量的比例约为28MG/NM3。添加剂从一次风加药口4加入后，将进入煤粉仓20，从而实现添加剂更加均匀地与一次风混合然后参与燃烧。由于正常运行过程中，一次风的风量基本不变，所以添加剂混合溶液的加入量也基本不变，无需频繁调整。0046在本实施例中，脱汞效率能达到80以上。0047实施例四0048如图4所示，与实施例一的不同之处在于，锅炉本体6和空气预热器15之间无脱销系统14，储液罐5仅通过二次风加药口8与二次风热风管道7连通，所述的二次风加药口。
26、8位于二次风热风管道7中，其数量与二次风热风管道7一一对应。0049其实现汞污染控制的方法如下0050储液罐5中的卤化物添加剂选择氢溴酸。氢溴酸在储液罐5中，被配制成2MOL/L的均匀溶液，由二次风加药口8加入二次风热风管道7中，由二次风带入锅炉本体6参与燃烧，促进烟气中的汞的氧化使烟囱18中的烟气汞含量达到排放要求，混合溶液加入量与标准二次风风量的比例为50MG/NM3。由于正常运行过程中，二次风的风量基本不变，所以氢溴酸的加入量也基本不变，无需频繁调整。0051在本实施例中，脱汞效率能达到70以上。0052实施例五0053如图5所示，与实施例一的不同之处在于，储液罐5通过给煤机加药口9同给。
27、煤机3相连通，其数量与给煤机3的数量一一对应，均为4套。0054其实现汞污染控制的方法如下0055储液罐5中的卤化物添加剂选择溴化钙。溴化钙在储液罐5中，被配制成4MOL/L的均匀溶液，由给煤机加药口9加入给煤机3中，由煤带入锅炉本体6中参与燃烧，促进烟气中的汞的氧化使烟囱18中的烟气汞含量达到排放要求，溴化钙加入量与给煤量的比例为10500PPM，本实施例中，选择100PPM，系统简单，操作方便。0056在本实施例中，脱汞效率能达到80以上。0057实施例六0058如图6所示，与实施例一的区别在于，储液罐5通过输煤加药口1同输煤系统2相连通，所述的输煤加药口1位于输煤系统2的中后段，其数量与。
28、输煤系统2的数量一一对应，均为2套。0059其实现汞污染控制的方法如下0060储液罐5中的卤化物添加剂选择溴化钙与碘化钾的混合物。在储液罐5中，溴化钙浓度为3MOL/L，碘化钾浓度为1MOL/L，由输煤加药口1加入输煤系统2中，由煤带入锅说明书CN102343200ACN102343218A6/6页8炉本体6中参与燃烧，促进烟气中的汞的氧化使烟囱18中的烟气汞含量达到排放要求，本实施例中，溴化钙加入量与给煤量的比例为80PPM，对应碘化钾加入量与给煤量的比例约为22PPM，系统简单，操作方便，设备较少。0061在本实施例中，脱汞效率能达到75以上。0062实施例七0063如图7所示，与实施例三。
29、的区别在于，锅炉本体6和空气预热器15之间无脱销系统14，储液罐5通过给煤机加药口9同给煤机3相连通，其数量与给煤机3的数量一一对应，均为6套。0064其实现汞污染控制的方法如下0065储液罐5中的卤化物添加剂选择溴化钙、氯化钙和硫酸钠的混合物。在储液罐5中，溴化钙浓度为3MOL/L，氯化钙浓度为2MOL/L，硫酸钠浓度为05MOL/L，由输煤加药口1加入输煤系统2中，由煤带入锅炉本体6中参与燃烧，促进烟气中的汞的氧化使烟囱18中的烟气汞含量达到排放要求，本实施例中，溴化钙加入量与给煤量的比例为80PPM，对应氯化钙加入量与给煤量的比例约为30PPM、硫酸钠加入量与给煤量的比例约为95PPM，。
30、系统简单，操作方便。0066在本实施例中，脱汞效率能达到70以上。0067根据以上的实施例，根据实际需要，当系统包括了输煤系统2、给煤机3、一次风热风管道11、二次风热风管道7以及二次风支管21的时候，储液罐5可以与其中任何一个或者多个连通。0068本发明中，附图标记的含义如下00691、输煤加药口，2、输煤系统，3、给煤机，4、一次风加药口，5、储液罐，6、锅炉本体，7、二次风热风管道，8、二次风加药口，9、给煤机加药口，10、磨煤机，11、一次风热风管道，12、一次风机，13、二次风机，14、脱硝系统，15、空气预热器，16、除尘器，17、脱硫系统，18、烟囱，19、煤粉分离器，20、煤粉仓，21、二次风支管。说明书CN102343200ACN102343218A1/4页9图1图2说明书附图CN102343200ACN102343218A2/4页10图3图4说明书附图CN102343200ACN102343218A3/4页11图5图6说明书附图CN102343200ACN102343218A4/4页12图7说明书附图CN102343200A。