本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及工業(yè)煙氣除汞設(shè)備，尤其是一種燃煤煙氣除汞裝置及其使用方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

重金屬元素汞是燃煤電站排放的重要的污染物之一，由于汞易揮發(fā)、劇毒、易積累、在大氣中停留時間長，對人類健康和環(huán)境有明顯危害，Hg及其化合物可通過呼吸道和皮膚等不同途徑侵入人體，造成神經(jīng)性中毒和深度組織病變，所以不及時去除煙氣汞會對人類及環(huán)境造成極大危害。

燃煤中的汞排放控制可通過燃前或燃后煙氣控制，由于燃前控制對燃煤中汞的去除能力有限，因此從煙氣中除汞法是最主要控制途徑。煙氣中汞主要以顆粒態(tài)汞(Hg^p)、氣態(tài)二價汞(Hg²⁺)和氣態(tài)單質(zhì)汞(Hg⁰)的三種形式存在，根據(jù)燃煤性質(zhì)的不同，Hg⁰可占煙氣中總汞的20％～70％。單質(zhì)汞可進(jìn)行長達(dá)幾萬公里傳輸且在大氣中存留時間長，可造成全球范圍的長久性污染；氣體狀態(tài)的Hg²⁺可擴(kuò)散到幾十至幾百公里，溶于水并隨降雨降雪降至地面造成污染。

目前，燃后脫汞技術(shù)主要有兩種方式，一是通過在煙氣中噴入吸收劑脫汞；二是通過改進(jìn)現(xiàn)有的煙氣治理設(shè)備，使其也具有脫汞性能，從而實現(xiàn)脫硫脫氮除汞一體化應(yīng)用。常見的吸附劑吸附汞主要有：(1)在煙氣中噴入活性炭，汞脫除率可達(dá)96％，但活性炭的吸附受二氧化碳影響、改性活性炭價格昂貴，運行成本高。(2)燃煤產(chǎn)生的飛灰能吸附煙氣中汞單質(zhì)，但吸附后的汞難以處理，汞的緩慢揮發(fā)會造成二次污染。(3)其他類吸附劑如蛭石、硅藻土等，廉價易得，吸附容量大，處理效果好，無二次污染，在煙氣除汞方面具有良好的應(yīng)用前景，但由于正處于試驗階段，很難實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。若借助于濕法煙氣系統(tǒng)除汞，所增加運行成本不到活性炭吸附除汞運行成本的20％。但是，現(xiàn)有濕法脫硫系統(tǒng)因煙氣中單質(zhì)汞難溶于水，當(dāng)煙氣中的汞多以單質(zhì)汞形式存在時，該法的除汞效率并不高。因此，亟需一種新的除汞設(shè)備。

通過檢索，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明專利申請相關(guān)的專利公開文獻(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種燃煤煙氣除汞裝置及其使用方法和應(yīng)用，該裝置操作簡便、除汞效率高、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，可廣泛應(yīng)用于燃煤煙氣汞的脫除。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種燃煤煙氣除汞裝置，所述裝置包括煙氣排入系統(tǒng)，汞吸附/釋放裝置、再生氣系統(tǒng)、煙氣排出系統(tǒng)和回收系統(tǒng)，所述煙氣排入系統(tǒng)的輸出端與汞吸附/釋放裝置的輸入端相連接設(shè)置，所述再生氣系統(tǒng)的輸出端也與汞吸附/釋放裝置的輸入端相連接設(shè)置，所述汞吸附/釋放裝置的輸出端與煙氣排出系統(tǒng)的輸入端相連接設(shè)置，所述回收系統(tǒng)的輸入端也與汞吸附/釋放裝置的輸出端相連接設(shè)置；

所述汞吸附/釋放裝置能夠吸附、釋放汞元素，所述再生氣系統(tǒng)能夠產(chǎn)生再生氣，所述回收系統(tǒng)能夠?qū)M(jìn)行回收處理，且能夠排放再生氣。

而且，所述汞吸附/釋放裝置的外形設(shè)置為方形或者圓柱形。

而且，所述煙氣排入系統(tǒng)包括煙氣入口管和第一煙道擋板；

所述汞吸附/釋放裝置設(shè)置為內(nèi)、外雙層結(jié)構(gòu)，外層結(jié)構(gòu)緊密設(shè)置于內(nèi)層結(jié)構(gòu)的外表面上，內(nèi)層結(jié)構(gòu)為汞吸附區(qū)，汞吸附區(qū)設(shè)置N層金屬濾網(wǎng)，外層結(jié)構(gòu)設(shè)置為溫控裝置；

所述再生氣系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)和第三擋板；

所述煙氣排出系統(tǒng)包括第二煙道擋板和煙氣出口管；

所述回收系統(tǒng)包括第四擋板、余熱回收系統(tǒng)和汞回收系統(tǒng)；

所述煙氣入口管的出氣端穿過外層結(jié)構(gòu)與內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸入端相連通設(shè)置，在煙氣入口管的進(jìn)氣端與內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸入端之間的煙氣入口管上設(shè)置第一煙道擋板，該第一煙道擋板能夠打開與關(guān)閉煙氣入口管，打開時則進(jìn)氣，關(guān)閉時則停止進(jìn)氣；所述空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端輸入空氣，該空氣壓縮機(jī)的出氣端與第一煙道擋板、內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸入端之間的煙氣入口管相連通設(shè)置，所述空氣壓縮機(jī)的出氣端與煙氣入口管之間設(shè)置第三擋板，該第三擋板能夠打開或切斷空氣壓縮機(jī)、煙氣入口管之間的連接；

所述煙氣出口管的進(jìn)氣端穿過外層結(jié)構(gòu)與內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸出端相連通設(shè)置，在煙氣出口管的出氣端與內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸出端之間的煙氣出口管上設(shè)置第二煙道擋板，該第二煙道擋板能夠打開與關(guān)閉煙氣出口管，打開時則出氣，關(guān)閉時則停止出氣；

所述余熱回收系統(tǒng)的輸入端與第二煙道擋板、內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸出端之間的煙氣出口管相連通設(shè)置，所述余熱回收系統(tǒng)的輸入端與煙氣出口管之間設(shè)置第四擋板，該第四擋板能夠打開或切斷余熱回收系統(tǒng)、煙氣出口管之間的連接，所述余熱回收系統(tǒng)的輸出端與汞回收系統(tǒng)相連接設(shè)置。

而且，所述金屬濾網(wǎng)的外表面緊密設(shè)置金、鋰、鈉、銣、銫、鋇、釹、鎵、鉈中的一種或兩種以上元素混合物的涂層，傾斜角度為30°～90°，孔徑為0.1～0.5mm，所述N大于等于1。

而且，所述溫控裝置的控溫范圍為0℃～500℃。

而且，所述汞回收系統(tǒng)為冷阱或汞反應(yīng)裝置。

一種如上所述的燃煤煙氣除汞裝置的使用方法，其特征在于：步驟如下：

汞吸附：將汞吸附/釋放裝置的溫控裝置的溫度設(shè)置為20℃～60℃之間，第一煙道擋板和第二煙道擋板均打開，第三擋板、第四擋板均關(guān)閉，煙氣由煙氣入口管進(jìn)入，經(jīng)過汞吸附/釋放裝置的汞吸附區(qū)的金屬濾網(wǎng)，反應(yīng)時間3～10s，利用汞齊原理，煙氣中汞元素被吸附，從煙氣中去除，煙氣經(jīng)煙氣出口管排出；

汞釋放回收及汞吸附/釋放裝置再生：當(dāng)汞吸附/釋放裝置吸附汞1～2個月，金屬濾網(wǎng)的吸附飽和度達(dá)到70％～90％，將吸附/釋放裝置的溫控裝置加熱溫度至100℃～300℃之間，第一煙道擋板和第二煙道擋板均關(guān)閉，第三擋板和第四擋板均打開，空氣壓縮機(jī)引壓力100～500Pa，風(fēng)速3～10m/s的再生氣，經(jīng)過汞吸附/釋放裝置的汞吸附區(qū)，金屬濾網(wǎng)吸附的汞在高溫下蒸發(fā)釋放，隨再生氣排出進(jìn)入余熱回收裝置，然后再進(jìn)入汞回收裝置，將汞回收處理，再生氣排放；同時，金屬濾網(wǎng)再生，可重復(fù)使用。

如上所述的燃煤煙氣除汞裝置在燃煤煙氣中汞的脫除方面的應(yīng)用。

本發(fā)明取得的優(yōu)點和積極效果是：

1、本發(fā)明裝置設(shè)置了煙氣排入系統(tǒng)，汞吸附/釋放裝置、再生氣系統(tǒng)、煙氣排出系統(tǒng)和回收系統(tǒng)，汞吸附/釋放裝置能夠吸附、釋放汞元素，再生氣系統(tǒng)能夠產(chǎn)生再生氣，回收系統(tǒng)能夠?qū)M(jìn)行回收處理，且能夠排放再生氣，該裝置利用汞齊原理對煙氣中的汞進(jìn)行吸附、釋放，使汞吸附/釋放裝置再利用，汞元素進(jìn)行回收或處理，該裝置使用簡便，操作便利，運行方便，同時其較好地解決了煙氣中除汞的問題，除汞效率高、徹底，環(huán)保效果顯著，可廣泛應(yīng)用于燃煤煙氣汞的脫除。

2、本裝置利用汞齊原理對煙氣中的汞使用金屬濾網(wǎng)進(jìn)行吸附，燃煤煙氣經(jīng)過該裝置可將汞有效地吸附在金屬濾網(wǎng)表面并富集，然后加熱將吸附在金屬濾網(wǎng)上的汞進(jìn)行釋放，使汞吸附/釋放裝置再利用，元素汞進(jìn)行回收或處理，減少污染，除汞率達(dá)到90％以上。

3、本裝置的汞吸附/釋放裝置可再生，一次性投資，循環(huán)利用，節(jié)約了制造成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接示意圖；

圖2為本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)連接示意圖；

具體實施方式

下面以實施方式為例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明專利中未詳細(xì)描述的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和方法，均可以理解為本領(lǐng)域內(nèi)的公開常識。

一種燃煤煙氣除汞裝置，如圖1所示，所述裝置包括煙氣排入系統(tǒng)12，汞吸附/釋放裝置13、再生氣系統(tǒng)15、煙氣排出系統(tǒng)14和回收系統(tǒng)16，所述煙氣排入系統(tǒng)的輸出端與汞吸附/釋放裝置的輸入端相連接設(shè)置，所述再生氣系統(tǒng)的輸出端也與汞吸附/釋放裝置的輸入端相連接設(shè)置，所述汞吸附/釋放裝置的輸出端與煙氣排出系統(tǒng)的輸入端相連接設(shè)置，所述回收系統(tǒng)的輸入端也與汞吸附/釋放裝置的輸出端相連接設(shè)置；

所述汞吸附/釋放裝置能夠吸附、釋放汞元素，所述再生氣系統(tǒng)能夠產(chǎn)生再生氣，所述回收系統(tǒng)能夠?qū)M(jìn)行回收處理，且能夠排放再生氣。

本發(fā)明裝置設(shè)置了煙氣排入系統(tǒng)，汞吸附/釋放裝置、再生氣系統(tǒng)、煙氣排出系統(tǒng)和回收系統(tǒng)，汞吸附/釋放裝置能夠吸附、釋放汞元素，再生氣系統(tǒng)能夠產(chǎn)生再生氣，回收系統(tǒng)能夠?qū)M(jìn)行回收處理，且能夠排放再生氣，該裝置利用汞齊原理對煙氣中的汞進(jìn)行吸附、釋放，使汞吸附/釋放裝置再利用，汞元素進(jìn)行回收或處理，該裝置使用簡便，操作便利，運行方便，同時其較好地解決了煙氣中除汞的問題，除汞效率高、徹底，環(huán)保效果顯著，可廣泛應(yīng)用于燃煤煙氣汞的脫除。

在本實施例中，如圖2所示，所述煙氣排入系統(tǒng)包括煙氣入口管1和第一煙道擋板2；

所述汞吸附/釋放裝置設(shè)置為內(nèi)、外雙層結(jié)構(gòu)，外層結(jié)構(gòu)緊密設(shè)置于內(nèi)層結(jié)構(gòu)的外表面上，內(nèi)層結(jié)構(gòu)為汞吸附區(qū)，汞吸附區(qū)設(shè)置N層金屬濾網(wǎng)9，外層結(jié)構(gòu)設(shè)置為溫控裝置3；

所述再生氣系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)11和第三擋板10；

所述煙氣排出系統(tǒng)包括第二煙道擋板4和煙氣出口管5；

所述回收系統(tǒng)包括第四擋板6、余熱回收系統(tǒng)7和汞回收系統(tǒng)8；

所述煙氣入口管的出氣端穿過外層結(jié)構(gòu)與內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸入端相連通設(shè)置，在煙氣入口管的進(jìn)氣端與內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸入端之間的煙氣入口管上設(shè)置第一煙道擋板，該第一煙道擋板能夠打開與關(guān)閉煙氣入口管，打開時則進(jìn)氣，關(guān)閉時則停止進(jìn)氣；所述空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端輸入空氣，該空氣壓縮機(jī)的出氣端與第一煙道擋板、內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸入端之間的煙氣入口管相連通設(shè)置，所述空氣壓縮機(jī)的出氣端與煙氣入口管之間設(shè)置第三擋板，該第三擋板能夠打開或切斷空氣壓縮機(jī)、煙氣入口管之間的連接；

所述煙氣出口管的進(jìn)氣端穿過外層結(jié)構(gòu)與內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸出端相連通設(shè)置，在煙氣出口管的出氣端與內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸出端之間的煙氣出口管上設(shè)置第二煙道擋板，該第二煙道擋板能夠打開與關(guān)閉煙氣出口管，打開時則出氣，關(guān)閉時則停止出氣；

所述余熱回收系統(tǒng)的輸入端與第二煙道擋板、內(nèi)層結(jié)構(gòu)的輸出端之間的煙氣出口管相連通設(shè)置，所述余熱回收系統(tǒng)的輸入端與煙氣出口管之間設(shè)置第四擋板，該第四擋板能夠打開或切斷余熱回收系統(tǒng)、煙氣出口管之間的連接，所述余熱回收系統(tǒng)的輸出端與汞回收系統(tǒng)相連接設(shè)置。

本裝置利用汞齊原理對煙氣中的汞使用金屬濾網(wǎng)進(jìn)行吸附，燃煤煙氣經(jīng)過該裝置可將汞有效地吸附在金屬濾網(wǎng)表面并富集，然后加熱將吸附在金屬濾網(wǎng)上的汞進(jìn)行釋放，使汞吸附/釋放裝置再利用，元素汞進(jìn)行回收或處理，減少污染，除汞率達(dá)到90％以上。

本裝置的汞吸附/釋放裝置可再生，一次性投資，循環(huán)利用，節(jié)約了制造成本。

在本實施例中，所述汞吸附/釋放裝置的外形設(shè)置為方形或者圓柱形；

或者，所述金屬濾網(wǎng)的外表面緊密設(shè)置金、鋰、鈉、銣、銫、鋇、釹、鎵、鉈中的一種或兩種以上元素混合物的涂層，傾斜角度為30°～90°，孔徑為0.1～0.5mm，所述N大于等于1；

或者，所述溫控裝置的控溫范圍為0℃～500℃；

或者，所述汞回收系統(tǒng)為冷阱或汞反應(yīng)裝置。

本燃煤煙氣除汞裝置可廣泛應(yīng)用于燃煤煙氣中汞的脫除中。

本發(fā)明燃煤煙氣除汞裝置的工作原理為：

汞吸附：汞吸附/釋放裝置的溫度設(shè)置為20℃～60℃之間，第一煙道擋板和第二煙道擋板均打開，第三擋板、第四擋板均關(guān)閉，煙氣由煙氣入口管進(jìn)入，經(jīng)過汞吸附/釋放裝置的吸附區(qū)金屬濾網(wǎng)，反應(yīng)時間3～10s，利用汞齊原理，煙氣中汞元素被吸附，從煙氣中去除，煙氣經(jīng)煙氣出口管排出。

汞釋放回收及汞吸附/釋放裝置再生：當(dāng)汞吸附/釋放裝置吸附汞1～2個月，金屬濾網(wǎng)的吸附飽和度達(dá)到70％～90％，將吸附/釋放裝置加熱溫度至100℃～300℃之間，第一煙道擋板和第二煙道擋板均關(guān)閉，第三擋板和第四擋板均打開，空氣壓縮機(jī)引壓力100～500Pa，風(fēng)速3～10m/s的再生氣，經(jīng)過汞吸附/釋放裝置的吸附區(qū)，金屬濾網(wǎng)吸附的汞在高溫下蒸發(fā)釋放，隨再生氣排出進(jìn)入余熱回收裝置，然后再進(jìn)入汞回收裝置，將汞回收處理，再生氣排放。同時，金屬濾網(wǎng)再生，可重復(fù)使用。