一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘系统以及方法

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘系统以及方法。

背景技术

汞(Hg)，由于强生物积累性和高毒性，其污染问题受到社会广泛关注。燃煤锅炉被认为是最重要的人为汞产生源，寻求高效、经济的汞污染控制技术迫在眉睫。

公开号为CN104353325A的发明创造公开了一种电站锅炉烟气脱汞的装置，其包括，静电除尘器，用于去除烟气中的粗灰和大部分细灰，烟气出静电除尘器后经过吸附剂喷射区域再进入布袋除尘器；吸附剂喷射系统，用于将吸附脱除烟气中的汞的吸附剂喷射入吸附剂喷射区域；布袋除尘器，用于对进入其中的烟气进行气固分离，脱汞后的烟气透过布袋除尘器，进入后续的脱硫工艺，分离下来的吸附了汞的吸附剂和少量细灰则被捕集下来进入吸附剂再生系统；吸附剂再生系统，用于将吸附了汞的吸附剂和细灰再生脱附出汞后送回给吸附剂喷射系统。

现有的烟气脱汞的装置一般是通过向含汞烟气中添加吸附剂，再单独取出吸附剂进行脱汞再生，净化过程相对复杂且不连续，造成净化效率较低，不利于烟气长时间排放和净化。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘系统，用以解决的烟气脱汞装置净化过程复杂，净化效率低的问题。

一方面，本发明提供一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘系统，包括：

袋式除尘组件，所述袋式除尘组件包括除尘仓以及设置于除尘仓中的多个布袋除尘器，所述布袋除尘器中设有用于吸附汞的吸附剂层，所述布袋除尘器能够分离烟气中的烟灰和汞；所述除尘仓上设有用于向所述除尘仓内鼓入高温氮气的输气口，高温氮气能够鼓吹所述布袋除尘器的吸附剂层进行脱汞；

冷凝回收组件，所述冷凝回收组件包括冷凝器，所述冷凝器通过管道与所述除尘仓连通，所述冷凝器能够对通过所述布袋除尘器的高温氮气进行冷凝，分离出气体中的汞。

进一步的，所述布袋除尘器包括滤袋，所述吸附剂层设置于所述滤袋的外层，以供隔离灰尘和吸附剂层。

进一步的，所述布袋除尘器包括具有纤维结构的滤袋，所述吸附剂层包括吸附剂，所述吸附剂负载于所述滤袋的纤维结构中。

进一步的，所述布袋除尘器还包括机械振动器，所述机械振动器的两端分别与所述除尘仓和滤袋连接，以供机械振动所述滤袋进行除尘。

进一步的，所述除尘仓的中部设置有分隔板，所述分隔板与所述除尘仓的内壁连接，所述分隔板分隔所述除尘仓的内腔为上除尘室和下集尘室，所述滤袋设置于所述上除尘室中，所述滤袋的开口与所述分隔板可拆卸式连接，所述滤袋的内部与所述下集尘室连通。

进一步的，所述下集尘室的底部设有出灰口，所述出灰口能够排出来自所述滤袋的积灰。

进一步的，所述下集尘室的一侧通过管道与所述冷凝器连通，所述下集尘室的另一侧设有用于输入含汞烟气的进气口。

另一方面，本发明提供一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘方法，使用一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘系统，包括以下步骤：

汞尘同步分离：将含有汞的烟气输入到所述布袋除尘器中，所述布袋除尘器可以对烟气中的灰进行分离，并利用吸附剂层吸附汞；

烟尘反吹富集：首先向所述布袋除尘器的输气口鼓入空气进行反吹清灰，使得布袋除尘器中的烟尘富集于所述布袋除尘器的底部，并被排出布袋除尘器；

汞气反吹富集：向所述布袋除尘器的输气口鼓入高温氮气进行反吹脱汞，使得布袋除尘器中的汞随着氮气进入所述冷凝器中，冷凝脱汞。

进一步的，所述布袋除尘器与所述冷凝器之间设有可开闭的阀门，以供控制冷凝器与所述布袋除尘器的连通和封闭。

进一步的，所述吸附剂层中吸附的汞的再生条件为氮气气氛中高温热处理。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

本发明的一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘系统以及方法，通过将可吸附汞的吸附剂层与布袋除尘器的滤袋集成至一体，烟气在通过滤袋时，既可以分离烟灰，还可以吸附烟气中的汞。在清理烟灰后，借助高温氮气鼓吹滤袋即可实现对汞的解吸和富集，所需设备简单，可以持续运行，对烟气的净化效率高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明提供的一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘系统的结构示意图。

图中，100、袋式除尘组件；110、除尘仓；111、输气口；112、分隔板；113、上除尘室；114、下集尘室；115、出灰口；116、进气口；120、布袋除尘器；121、滤袋；122、机械振动器；

200、冷凝回收组件；210、冷凝器；220、阀门。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本实施例中的一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘系统，涉及废气处理技术领域，通过将可吸附汞的吸附剂层与布袋除尘器120的滤袋121集成至一体，烟气在通过滤袋121时，既可以分离烟灰，还可以吸附烟气中的汞。在清理烟灰后，借助高温氮气鼓吹滤袋121即可实现对汞的解吸和富集，所需设备简单，可以持续运行，对烟气的净化效率高。

请参阅图1，本实施例中的一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘系统，包括袋式除尘组件100以及冷凝回收组件200，袋式除尘组件100可以分离烟灰并吸附烟气中的汞，冷凝回收组件200可以对含有汞的高温氮气进行冷凝，富集回收汞。

其中，袋式除尘组件100包括除尘仓110和多个布袋除尘器120，布袋除尘器120设置于除尘仓110中，在布袋除尘器120中设有用于吸附汞的吸附剂层。布袋除尘器120既可以分离烟灰，还可以吸附烟气中的汞。除尘仓110上设有输气口111，可以从输气口111向除尘仓110内鼓入高温氮气，高温氮气能够鼓吹布袋除尘器120的吸附剂层，使得吸附有汞的吸附剂层激发解吸，高温氮气携带着汞蒸气脱离布袋除尘器120，完成对汞与烟气的脱离和富集。

冷凝回收组件200包括冷凝器210，冷凝器210通过管道与除尘仓110连通，携带着汞蒸汽的高温氮气在冷凝器210中被冷凝，汞蒸气被液化，与氮气分离，并得到有效的回收。

在一些实施例中，布袋除尘器120包括滤袋121，吸附剂层设置于滤袋121的外层，滤袋121可以分离烟气中的烟灰，使得烟灰与吸附剂层相隔离，避免烟灰侵入到吸附剂层中，干扰吸附剂层对汞的吸附。

在使用过程中，吸附剂层为缝合于滤袋121上的多个盛放有吸附剂的小包，小包绕滤袋121的表面阵列设置，吸附剂可以吸收通过滤袋121的烟气中的汞。

吸附剂层还可以为套设于滤袋121外部的筒形套，筒形套内填充有吸附剂，吸附剂可以吸收通过滤袋121的烟气中的汞。

在一些实施例中，布袋除尘器120包括具有纤维结构的滤袋121，吸附剂层包括吸附剂，吸附剂负载于滤袋121的纤维结构中，布袋除尘器120可以在过滤烟灰的同时吸收烟气中的汞，实现对二者的同步分离。

需要特别说明的是：常用的吸附材料包括活性炭、沸石、钙基材料、飞灰等。其中活性炭是应用最多的吸附材料，通过在活性炭上负载其他元素，如硫、铁、卤素等，可以提高其吸附容量和吸附速率，最高脱汞率可达97％。在本申请中，为了更好地吸收固化汞，吸附材料采用活性炭、碳纳米管、炔基化碳材料等，上述材料可以对汞产生更加优良的吸收比率。

在一些实施例中，请参阅图1，布袋除尘器120还包括机械振动器122，机械振动器122的两端分别与除尘仓110和滤袋121连接，向机械振动器122通电，机械振动器122可以带动滤袋121相对振动，促使附着于滤袋121内壁的烟灰脱落。

在一些实施例中，除尘仓110的中部设置有分隔板112，分隔板112与除尘仓110的内壁连接，分隔板112分隔除尘仓110的内腔为上除尘室113和下集尘室114，上除尘室113和下集尘室114相对隔离。滤袋121设置于上除尘室113中，滤袋121的开口与分隔板112可拆卸式连接，滤袋121的内腔与下集尘室114连通，从下集尘室114中输入的烟气，烟气从滤袋121进入到上除尘室113，经过滤袋121的过滤，烟气中的烟灰和汞与烟气分离。

在一些实施例中，请参阅图1，下集尘室114的底部设有出灰口115，从滤袋121中脱落的烟灰会聚集于下集尘室114的底部，借助出灰口115，可以将积累的烟灰排出，使得下集尘室114保持洁净。

作为其中一种可选的实施方式，下集尘室114的一侧通过管道与冷凝器210连通，下集尘室114的另一侧设有用于输入含汞烟气的进气口116。输气口111与上除尘室113连通，高温氮气从输气口111输入到上除尘室113，高温氮气反吹滤袋121，将吸附剂中吸附的汞给解封释放出来。含有汞的高温氮气经过管道被输入到冷凝器210中，冷凝器210对携带着汞蒸气的高温氮气进行降温冷却，汞蒸气被液化，与氮气分离，并得到有效的回收。

需要补充的是：在冷凝器210和下集尘室114相连通的管道上设置有过滤网，过滤网可以防止残留于下集尘室114中的烟灰随着高温氮气进入冷凝器210中，避免高温氮气受到污染，难以回收再利用。过滤网还可以阻止烟灰掺杂进液体汞中，对汞的纯度造成干扰。

作为另一种可选的实施方式，输气口111与下集尘室114连通，高温氮气从输气口111输入到下集尘室114中，高温氮气正吹滤袋121，滤袋121可以对高温氮气进行过滤，阻碍积灰进入到上除尘室113中。位于滤袋121上的吸附剂层可以在高温氮气的作用下，将吸附剂中吸附的汞给解封释放出来。上除尘室113的一侧通过管道与冷凝器210连通，携带着汞蒸气的高温氮气从上除尘室113进入到冷凝器210中，冷凝器210对携带着汞蒸气的高温氮气进行降温冷却，汞蒸气被液化，与氮气分离，并得到有效的回收。

相比于第一种实施方式，高温氮气中混杂的烟灰可以被滤袋121过滤，烟灰无法进入与外界连通的管道中，干扰冷凝器210的工作。

需要说明的是：在上除尘室113中设有汞浓度传感器，当汞浓度短暂超出标准时，证明布袋除尘器120内的吸附剂已经完全作用，即向输气口111中鼓入高温氮气，对布袋除尘器120的吸附剂层进行脱汞处理，并借助冷凝器210能够对通过所述布袋除尘器120的高温氮气进行冷凝，分离出气体中的汞。当汞浓度长期超出标准时，证明布袋除尘器120内的吸附剂已经失活，向操作人员报警，提醒操作人员对失活吸附剂进行更换和再生。

本发明提供一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘的方法，使用的一种用于燃煤电厂的协同脱汞除尘系统，包括以下步骤：

步骤一：汞尘同步分离，将含有汞的烟气输入到布袋除尘器120中，在烟气经过布袋除尘器120时，烟气中的烟灰被过滤，附着于滤袋121的内部。设置于滤袋121上的吸附剂层可以对烟气中的汞进行吸附，从而得到可以直排的洁净气体。

步骤二：烟尘反吹富集，首先向布袋除尘器120的输气口111鼓入空气进行反吹清灰，使得附着于滤袋121的内部的烟灰被清理，还可以同时启动机械振动器122，二者配合使用，完成对滤袋121的彻底清洁。烟尘富集于布袋除尘器120的底部，借助出灰口115，可以将所有的积灰都排出到下集尘室114之外。布袋除尘器120与冷凝器210之间设有可开闭的阀门220，在向输气口111鼓入空气时，阀门220关闭，避免烟灰进入冷凝器210中。在向输气口111鼓入高温氮气时，阀门220开启，携带有汞蒸气的高温烟气可以顺利通过管道进入冷凝器210中。

步骤三：汞气反吹富集，向布袋除尘器120的输气口111鼓入高温氮气进行反吹脱汞，高温氮气在通过滤袋121时，吸附于吸附层上汞在氮气气氛中被高温热处理，吸附剂层中吸附的汞的再生解吸，释放出汞蒸气。汞蒸气随着氮气进入冷凝器210中，冷凝脱汞。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明之内。