專利名稱：半干法煙氣脫硫脫硝脫汞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燃煤煙氣中的SO2、NO和Hg°對人類的生命健康和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴(yán)重威脅。SO2是產(chǎn)生酸雨的主要原因，NO是誘發(fā)光化學(xué)煙霧、溫室效應(yīng)和臭氧層破壞的主要因素，而且由SO2和NOx形成的氣溶膠是形成中國大范圍霧霾天氣的一個重要原因。Hgtl具有毒性強(qiáng)、易揮發(fā)、難降解、空中滯留時間長以及長距離遷移的特點，其對人類神經(jīng)系統(tǒng)有嚴(yán)重傷害，是最嚴(yán)重的重金屬污染之一。我國火電行業(yè)所用煤炭中汞含量較高，因此，我國對燃煤煙氣中汞的控制迫在眉睫。濕法脫硫系統(tǒng)是目前控制SO2較為有效的辦法，但其存在占地面積大和二次廢水處理等缺點。對NOx的控制則主要利用選擇性催化還原(SCR)脫硝系統(tǒng)，其布置于省煤器后。在催化劑的作用下NH3和NOx進(jìn)行還原反應(yīng)，NOx被還原為N2和水。SCR具有脫硝效率高的優(yōu)點，但同時存在運行費用高、氨泄漏、催化劑中毒和產(chǎn)生固體廢棄物等缺點。燃煤煙氣中汞的存在形態(tài)主要有三種:單質(zhì)態(tài)汞(Hg°)、氧化態(tài)汞(Hg2+)和顆粒態(tài)汞(Hgp)。國外目前較成熟的脫汞技術(shù)是活性炭注入技術(shù)(ACI)，但由于活性炭價格偏高，大大增加了運行費用，且廢棄的活性炭需進(jìn)一步處置。現(xiàn)有污染物控制設(shè)備協(xié)同脫汞技術(shù)是目前較為可行的辦法，如濕法脫硫系統(tǒng)對氧化態(tài)汞具有較好的脫除效果，電除塵器或布袋除塵器對顆粒態(tài)汞具有很高的捕集率，但上述兩種設(shè)備對單質(zhì)汞幾乎沒有脫除效果。由于NO和Hg°在水溶液中幾乎不溶解，且為氣態(tài)。因此，難于被濕法脫硫系統(tǒng)和除塵設(shè)備去除。而燃煤煙氣中NO約為NOx的90-95%，Hg0約為總汞的30_80%，如何將NO和Hg0轉(zhuǎn)化為NO2和Hg2+而后在脫硫系統(tǒng)中被吸收，是實現(xiàn)二者與SO2同時脫除的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種半干法煙氣脫硫脫硝脫汞的方法，該方法利用復(fù)合氧化劑首先對煙氣中的NO和Hg°進(jìn)行氧化，然后實現(xiàn)S02、N0和Hg°同時脫除，實現(xiàn)脫硫脫硝脫汞一體化，不僅大大提高了脫除率，而且大大降低了成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種半干法煙氣脫硫脫硝脫汞的方法，其包括:
(I)將復(fù)合氧化劑從循環(huán)流化床底部噴入，對NO和Hg°進(jìn)行氧化；所述復(fù)合氧化劑為包括過氧化氫、添加劑和穩(wěn)定劑的水溶液；所述添加劑為過硼酸鈉、過硫酸鈉、焦硫酸鉀中的一種或多種，所述穩(wěn)定劑為鹽酸、硫酸和高氯酸中的一種。(2)用鈣基吸收劑對氧化產(chǎn)物和SO2進(jìn)行吸收并脫除。優(yōu)選的，復(fù)合氧化劑中主氧化劑的濃度為3-5 mol/L，添加劑的濃度為0.1-2 mol/L，穩(wěn)定劑的濃度為0.0001-0.005 mol/L ；
復(fù)合氧化劑的pH值為0.5-2 ；循環(huán)流化床內(nèi)的溫度為60-120°C ；
煙氣的流速為1-5 L/min ；
復(fù)合氧化劑的噴入速度為0.5-2.0 ml/min。本復(fù)合氧化劑制備過程為:量取3-5 mol過氧化氫、0.1-2 mol添加劑和
0.0001-0.005 mol穩(wěn)定劑，將添加劑和穩(wěn)定劑加入過氧化氫水溶液中，震蕩搖勻，然后用水稀釋至1L。該復(fù)合氧化劑具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，在24-48h的避光條件下，能維持較高的氧化能力，放置后的復(fù)合氧化劑對NO和Hg°的去除效率可以達(dá)到88%和85%。本發(fā)明的工藝過程為:將復(fù)合氧化劑從循環(huán)流化床底部噴入，使其與煙氣充分混合，并對NO和Hg°進(jìn)行氧化，隨后部分氧化劑受熱蒸發(fā)，以液相和氣相兩種方式與氣態(tài)污染物發(fā)生反應(yīng)，然后用鈣基吸收劑對氧化產(chǎn)物和SO2進(jìn)行吸收固定。本發(fā)明適用于多種類型鍋爐，并能對多種煙氣污染物實現(xiàn)同時脫除，因此該發(fā)明具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用前景。過氧化氫、羥基自由基、過硫酸根、過硼酸根是該復(fù)合氧化劑的核心氧化物，其主要和煙氣中的N0、Hg°進(jìn)行氧化反應(yīng)。過硫酸根則可與過氧化氫生成硫酸根自由基，過硼酸根與H2O在反應(yīng)過程中發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)物為過氧化氫，而過氧化氫的生成又可促進(jìn)羥基自由基的產(chǎn)生，而穩(wěn)定劑無機(jī)酸的加入可減緩過氧化氫的快速分解，并促進(jìn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生。本發(fā)明的作用 機(jī)理是利用復(fù)合氧化劑將煙氣中的Hg°氧化成二價汞，將NO氧化成NO2，其氧化產(chǎn)物和SO2被鈣基吸收劑吸收。具體作用機(jī)理如下:
權(quán)利要求
1.一種半干法煙氣脫硫脫硝脫汞的方法，其特征在于包括下述步驟: (1)將復(fù)合氧化劑從循環(huán)流化床底部噴入，對NO和Hg°進(jìn)行氧化；所述復(fù)合氧化劑為包括過氧化氫、添加劑和穩(wěn)定劑的水溶液；所述添加劑為過硼酸鈉、過硫酸鈉、焦硫酸鉀中的一種或多種，所述穩(wěn)定劑為鹽酸、硫酸和高氯酸中的一種； (2)用鈣基吸收劑對氧化產(chǎn)物和SO2進(jìn)行吸收并脫除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半干法煙氣脫硫脫硝脫汞的方法，其特征在于所述復(fù)合氧化劑中過氧化氫的濃度為3-5mol/L，添加劑的濃度為0.1-2 mol/L，穩(wěn)定劑的濃度為0.0001-0.005 mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半干法煙氣脫硫脫硝脫汞的方法，其特征在于所述復(fù)合氧化劑的pH值為0.5-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的半干法煙氣脫硫脫硝脫汞的方法，其特征在于所述循環(huán)流化床內(nèi)的溫度為60-120°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半干法煙氣脫硫脫硝脫汞的方法，其特征在于所述煙氣的流速為 1-5 L/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半干法煙氣脫硫脫硝脫汞的方法，其特征在于所述復(fù)合氧化劑的噴入速度為0.5-2.0 ml/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半干法煙氣脫硫脫硝脫汞的方法，屬于煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。其包括(1)將復(fù)合氧化劑從循環(huán)流化床底部噴入，對NO和Hg0進(jìn)行氧化；所述復(fù)合氧化劑為包括過氧化氫、添加劑和穩(wěn)定劑的水溶液；所述添加劑為過硼酸鈉、過硫酸鈉、焦硫酸鉀中的一種或多種，所述穩(wěn)定劑為鹽酸、硫酸和高氯酸中的一種；(2)用鈣基吸收劑對氧化產(chǎn)物和SO2進(jìn)行吸收并脫除。本發(fā)明利用復(fù)合氧化劑首先對煙氣中的NO和Hg0進(jìn)行氧化，然后實現(xiàn)SO2、NO和Hg0同時脫除，實現(xiàn)脫硫脫硝脫汞一體化，不僅大大提高了脫除率，而且大大降低了成本，具有較高的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
文檔編號B01D53/64GK103203176SQ20131013550
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者王涵, 趙毅, 郝潤龍, 郝思琪, 王莉, 郭青, 杜磊霞, 崔帥 申請人:華北電力大學(xué)(保定)