一種錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑吸附-冷凝回收煙氣中單質(zhì)汞的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中氣態(tài)單質(zhì)汞的脫除回收，尤其是燃煤煙氣或固體垃圾焚燒煙氣中單質(zhì)汞的吸附脫除并冷凝回收的方法。。
【背景技術(shù)】
[0002]汞是“三致”物質(zhì)(致癌、致畸形、致突變)，也是優(yōu)先控制污染物之一。全球每年排放到大氣中的汞總量約為5 000 t，其中4 000 t是人為的結(jié)果，而燃煤過(guò)程中汞的排放量占30%以上。自1978 — 1995年，我國(guó)燃煤工業(yè)累計(jì)向大氣排放汞達(dá)到2493.8噸，汞排放量的年平均增長(zhǎng)速度為4.8%。我國(guó)燃煤汞排放量已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)，而且增長(zhǎng)速度較快，對(duì)生態(tài)和全民健康構(gòu)成了極大的威脅，對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和環(huán)境外交也帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。
[0003]燃煤煙氣中汞含量為5 — 20 μ g/Nm3，屬于痕量級(jí)污染物。其主要有三種形態(tài):氣態(tài)元素單質(zhì)汞Hg°，氣態(tài)二價(jià)離子汞Hg2+和固態(tài)顆粒附著汞Hg (P)，其中Hg °是煙氣中汞的重要存在形式，各組分所占的比例與燃煤中的鹵素(主要是氯)含量關(guān)系密切，氯元素含量越低，煙氣中單質(zhì)汞的比例越高，其中Hgtl占煙氣總汞的30 - 80%。由于我國(guó)燃煤中氯含量平均較低，Hgtl在煙氣中含量普遍偏高。
單質(zhì)汞(Hg°)是環(huán)境大氣中汞的主要形式，它具有較高的揮發(fā)性和較低的水溶性，極易在大氣中通過(guò)長(zhǎng)距離的大氣運(yùn)輸形成全球性的汞污染，它在大氣中的平均停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半年至兩年，是最難控制的形態(tài)之一，也是燃煤煙氣脫汞的難點(diǎn)。目前煙氣脫汞方法分為干法和濕法，即吸附法和吸收法。
[0004]吸附法主要采用活性炭吸附，向煙氣中噴入活性炭是煙氣脫汞技術(shù)最為集中且較成熟的一種方法，脫汞率可達(dá)96%。但由于熱電廠產(chǎn)生的煙氣量大，煙氣中汞含量低于15 μ g/m3，采用吸附法必須向煙氣中噴入大量吸附劑才能有效去除煙氣中的汞，增加了除塵負(fù)荷，導(dǎo)致成本居高不下。據(jù)美國(guó)EPA(Environmental Protect1n Agency)和D0E(TheUnitedStates Department of Energy)估算采用活性炭吸附法發(fā)電成本增加20 — 30%。為了得到良好的脫硫效果，吸附劑活性炭的粒度在2 — 5um,噴入煙氣中的含量要達(dá)到2000 —5000 mg/Nm3。以30萬(wàn)kW機(jī)組計(jì)算，活性炭消耗在2 — 5噸/h，價(jià)格3000元/噸，活性炭消耗費(fèi)用為0.6 — 1.5萬(wàn)元/h，發(fā)電成本增加2 — 5分錢(qián)/kWh。建設(shè)這樣的除汞系統(tǒng)是很昂貴的，燃煤電廠難以承受。
[0005]而現(xiàn)有工作大多只研宄如何設(shè)計(jì)構(gòu)造一個(gè)好的吸附劑去吸附汞，很少研宄吸附后的汞從吸附劑上解吸的過(guò)程以及汞的回收，避免造成二次污染及局部更強(qiáng)的污染。
[0006]為此，針對(duì)吸附脫汞，需要開(kāi)發(fā)一種新型的方法，使吸附脫汞劑易于回收，能夠重復(fù)使用，并且回收煙氣中的汞，實(shí)現(xiàn)汞的資源化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目地在于提供一種易于分離的并回收資源化的煙氣脫汞技術(shù)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑吸附-冷凝回收煙氣中單質(zhì)汞的方法是，通過(guò)壓縮空氣將錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑粉末噴射到除塵裝置前的煙道中，錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑在煙道中停留時(shí)間為2-4秒，噴入的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑與煙氣中單質(zhì)汞的質(zhì)量比為1000-5000，吸附汞后的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑和煙塵進(jìn)入除塵裝置被捕集下來(lái)進(jìn)入集塵斗，然后將集塵斗內(nèi)的煙塵通過(guò)磁性分離裝置分選出錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑，未吸附飽和的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑再次循環(huán)進(jìn)入除塵裝置前的煙道中吸附脫汞，吸附飽和的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑進(jìn)入脫附塔，脫附溫度為100-150°C，脫附后的汞蒸汽進(jìn)入冷凝器裝置冷凝回收，冷凝溫度為O一-5°C，脫附后的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑再次噴射進(jìn)入除塵裝置前的煙道中吸附脫汞。一種錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑是錳鐵氧體質(zhì)量百分比為10-50%，氧化鋁質(zhì)量百分比90-50%，吸附劑粒徑為40-100目。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖為錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑吸附-冷凝回收煙氣中單質(zhì)汞工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明不僅僅局限如下實(shí)施例。
[0011]實(shí)施例1
煙氣脫汞試驗(yàn)是在如附圖所示的裝置里進(jìn)行的，煙氣氣體流量為40m3/h，Hg°入口濃度為25ug/m3，SO2濃度為1200mg/m 3，NO入口濃度為500mg/m3;錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑是錳鐵氧體質(zhì)量百分比為15%，氧化鋁質(zhì)量百分比85%，吸附劑粒徑為60目，該復(fù)合吸附劑在煙道中停留時(shí)間為3秒，噴入的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑與煙氣中單質(zhì)汞的質(zhì)量比為2000，脫附塔脫附溫度為150°C，冷凝器冷凝溫度為(TC，經(jīng)過(guò)連續(xù)運(yùn)行60天，汞的脫除率在93%以上，冷凝回收單質(zhì)汞1.22go
[0012]實(shí)施例2
試驗(yàn)裝置與實(shí)施例1相同，煙氣氣體流量為40m3/h，Hg°入口濃度為45ug/m3，SO2濃度為1000mg/m3，NO入口濃度為700mg/m3;錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑是錳鐵氧體質(zhì)量百分比為40%，氧化鋁質(zhì)量百分比60%，吸附劑粒徑為80目，該復(fù)合吸附劑在煙道中停留時(shí)間為2秒，噴入的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑與煙氣中單質(zhì)汞的質(zhì)量比為1000，脫附塔脫附溫度為120°C，冷凝器冷凝溫度為(TC，經(jīng)過(guò)連續(xù)運(yùn)行60天，汞的脫除率在85%以上，冷凝回收單質(zhì)未2.15go
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑吸附-冷凝回收煙氣中單質(zhì)汞的方法，其特征在于，通過(guò)壓縮空氣將錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑粉末噴射到除塵裝置前的煙道中，錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑在煙道中停留時(shí)間為2-4秒，噴入的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑與煙氣中單質(zhì)汞的質(zhì)量比為1000-5000，吸附汞后的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑和煙塵進(jìn)入除塵裝置被捕集下來(lái)進(jìn)入集塵斗，然后將集塵斗內(nèi)的煙塵通過(guò)磁性分離裝置分選出錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑，未吸附飽和的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑再次循環(huán)進(jìn)入除塵裝置前的煙道中吸附脫汞，吸附飽和的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑進(jìn)入脫附塔，脫附溫度為100-150°C，脫附后的汞蒸汽進(jìn)入冷凝器裝置冷凝回收，冷凝溫度為O—-5°C，脫附后的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑再次噴射進(jìn)入除塵裝置前的煙道中吸附脫汞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑，其特征在于，錳鐵氧體質(zhì)量百分比為10-50%，氧化鋁質(zhì)量百分比90-50%，吸附劑粒徑為40-100目。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑吸附-冷凝回收煙氣中單質(zhì)汞的方法。通過(guò)壓縮空氣將錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑粉末噴射到除塵裝置前的煙道中，吸附汞后的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑和煙塵進(jìn)入除塵裝置被捕集下來(lái)進(jìn)入集塵斗，然后將集塵斗內(nèi)的煙塵通過(guò)磁性分離裝置分選出錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑，未吸附飽和的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑再次循環(huán)進(jìn)入除塵裝置前的煙道中吸附脫汞，吸附飽和的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑進(jìn)入脫附塔，脫附后的汞蒸汽進(jìn)入冷凝器裝置冷凝回收。本發(fā)明采用的是可多次重復(fù)使用的錳鐵氧體/氧化鋁復(fù)合吸附劑，極大的降低了吸附劑的使用量，汞被多次使用的吸附劑吸附富集起來(lái)采用脫附冷凝進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)汞的徹底脫除和資源化。
【IPC分類(lèi)】B01D53-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104815522
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510186302
【發(fā)明人】劉盛余, 呂維陽(yáng)
【申請(qǐng)人】成都信息工程學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月20日