一種燃煤電廠煙氣重金屬污染物綜合攔控系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種燃煤電廠煙氣重金屬污染物綜合攔控系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明包含一種燃煤電廠煙氣重金屬污染物綜合攔控系統(tǒng)，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]砷、汞等是具有極強生物積累性和致癌致畸性的全球性污染物，對人類的身體健康以及生態(tài)環(huán)境都具有重要影響。煤炭燃燒是砷、汞等重金屬污染的重要排放源。因此，燃煤電廠重金屬污染排放控制刻不容緩。我國目前雖未對燃煤過程重金屬污染排放作出明確限定，但隨著環(huán)境問題的日益突出和人們高質(zhì)量生活水平的迫切需要，燃煤電廠煙氣重金屬污染物排放控制必將很快提上日程，并得到充分重視。
[0004]現(xiàn)有研究表明，煙氣中的汞主要以Hg°的形式存在，其難溶于水，常規(guī)的污染物控制設(shè)備難以脫除，利用強氧化劑或催化反應(yīng)使煙氣中的Hgtl轉(zhuǎn)化為易于被除塵器或濕法脫硫去除的Hg2+，是具有潛力的一種脫汞方式。而對于As、Pb等半揮發(fā)性金屬，CaO、金屬氧化物、活性炭等是比較有效的吸附劑。目前，許多研究多側(cè)重單一重金屬污染物汞的控制，而忽視了 As、Pb等其它具有明顯危害性重金屬污染的控制，大多方法效果單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種燃煤電廠煙氣重金屬污染物綜合攔控系統(tǒng)。整個系統(tǒng)包括前端攔截處理系統(tǒng)和末端富集回收系統(tǒng)兩大部分組成。其中前端攔截處理系統(tǒng)包括燃煤電廠已有污染物凈化設(shè)施SCR反應(yīng)區(qū)、除塵反應(yīng)區(qū)、脫硫反應(yīng)區(qū)和漿液處置系統(tǒng)，末端富集分離回收系統(tǒng)主要為飛灰處置系統(tǒng)。
[0006](I) SCR 反應(yīng)區(qū)
對SCR反應(yīng)區(qū)進行催化劑布置方式和催化劑活性的改進。在SCR反應(yīng)區(qū)設(shè)置替代催化劑層，替代催化劑層選用失活或部分失活的SCR催化劑，利用其吸附性能剔除一部分重金屬攜裹飛灰顆粒、重金屬蒸氣及其它煙氣雜質(zhì)，為后續(xù)SCR反應(yīng)提供適宜環(huán)境；另外對SCR催化劑進行適度改性，添加Mn、Pt、Nb等活性組分使其兼具一定的Hg°催化氧化效果使Hg°轉(zhuǎn)化為易于捕集的Hg2+，并抑制順3對Hg2+的還原，實現(xiàn)對煙氣中重金屬污染物的初步控制。
[0007](2)除塵反應(yīng)區(qū)
除塵反應(yīng)區(qū)為布袋除塵器與電除塵器組合除塵。煙氣進入SCR反應(yīng)區(qū)和除塵反應(yīng)區(qū)之間的煙道，與霧化后的高氯高鈣濃縮噴灑液接觸混合，使得飛灰捕集重金屬能力大大增強，噴灑液在一定程度上浸濕了煙氣，顆粒物比電阻降低，能夠提高電除塵器除塵效率；經(jīng)過電除塵器處理后，由于荷電效應(yīng)使粉塵在濾袋上沉積速度加快，飛灰攜裹重金屬顆粒能悉數(shù)被捕集，固相重金屬均脫離煙氣轉(zhuǎn)移至飛灰中。
[0008](3)脫硫反應(yīng)區(qū)
脫硫反應(yīng)區(qū)為控制燃煤煙氣重金屬污染排放的最終手段，經(jīng)過前述SCR反應(yīng)區(qū)以及除塵反應(yīng)區(qū)，固相重金屬污染物已完全轉(zhuǎn)移至飛灰中，僅有少量氣態(tài)單質(zhì)汞存在于煙氣中。通過向漿液循環(huán)池投加適量常規(guī)氧化型添加劑如NaClCKFe2+-H2O2或金屬絡(luò)合劑，即可去除煙氣中殘余的氣態(tài)重金屬物質(zhì)，實現(xiàn)燃煤煙氣重金屬零排放。
[0009](4)漿液處置系統(tǒng)
漿液處置系統(tǒng)包括澄清過濾池、超濾單元、反滲透區(qū)以及噴灑裝置。漿液循環(huán)池廢水含有大量的Cl—、石膏顆粒、Ca、Al、Fe等陽離子以及一定含量的Hg2+，通過澄清過濾池分離出粗石膏，上清液則通過超濾單元截留脫硫廢水中的油類等大分子物質(zhì)，出水調(diào)節(jié)pH為6左右，為反滲透過程提供更好的工作環(huán)境，反滲透則將脫硫廢水高度濃縮得到高氯高鈣濃縮液和工業(yè)淡水，濃縮液噴入煙道用以增強飛灰對重金屬的捕集功效，淡水則作為飛灰處理系統(tǒng)深度水洗池水源。所述的高氯高鈣濃縮液Cl—和Ca2+濃度達到100000mg/L以上，同時含有其它常見陽離子以及Hg2+，液相重金屬污染物通過漿液處置系統(tǒng)最終匯入飛灰。
[0010](5)飛灰處置系統(tǒng)
飛灰處置系統(tǒng)作為末端富集分離回收系統(tǒng)，用以對重金屬污染物的徹底處理。飛灰處置系統(tǒng)包括飛灰貯存箱、深度水洗池、一次沉淀池、二次沉淀池以及蒸發(fā)結(jié)晶池。所述的飛灰來自SCR反應(yīng)區(qū)替代催化劑層以及除塵反應(yīng)區(qū)攔截顆粒。飛灰與預(yù)先加熱至100°C左右清洗水在深度水洗池內(nèi)通過內(nèi)置攪拌裝置充分混合形成灰漿，后送入一次沉淀池池，通過格柵分離出上清液和高品質(zhì)飛灰，所述清洗水來自反滲透淡水以及蒸發(fā)結(jié)晶池冷凝水；所述上清液中含有重金屬離子以及其它鹽類，將其送入二次沉淀池，期間投加重金屬沉淀劑，重金屬沉淀聚合物通過二次沉淀池出水口的密孔濾網(wǎng)攔截形成重金屬泥并收集處置，濾液通過蒸發(fā)結(jié)晶池進行蒸發(fā)處理，混合鹽收集回用，冷凝水作為深度水洗池補給水循環(huán)利用。
[0011]本發(fā)明提供的燃煤電廠煙氣重金屬污染物綜合攔控系統(tǒng)，包括與燃煤鍋爐連接的SCR反應(yīng)區(qū)，SCR反應(yīng)區(qū)依次連接電除塵器、袋式除塵器和脫硫反應(yīng)區(qū)，脫硫反應(yīng)區(qū)中的漿液中添加有氧化劑或金屬絡(luò)合劑，并且脫硫反應(yīng)區(qū)中的漿液加入絮凝劑后依次與澄清過濾池、超濾單元連接，超濾單元出來的上清液調(diào)節(jié)pH為6后與反滲透單元連接,從反滲透單元出來的高氯高鈣濃縮液經(jīng)過濃水箱、輸送泵、霧化噴嘴與SCR反應(yīng)區(qū)與電除塵器之間煙道相通，從反滲透單元出來的淡水經(jīng)過淡水箱、加熱裝置進入深度水洗池，飛灰貯存箱中的飛灰也進入深度水洗池，攪拌成灰漿后進入一次沉淀池，分離出上清液進入二級沉淀池，投加重金屬沉淀劑，重金屬沉淀聚合物通過出水口濾網(wǎng)形成金屬泥，濾液進入蒸發(fā)結(jié)晶池，蒸發(fā)所得混合鹽收集，冷凝水進入淡水箱。
[0012]所述的霧化噴嘴還與壓縮空氣動力源連接，壓縮空氣動力源配合霧化噴嘴工作，提供動力。
[0013]所述飛灰貯存箱中收集的飛灰為收集的SCR反應(yīng)區(qū)、電除塵器、布袋除塵器攔截的顆粒。
[0014]飛灰含有CaO、金屬氧化物、未燃盡碳等，其本身就是一種很好的As、Pb等重金屬吸附劑。脫硫漿液中富含氯和鈣，將其高度濃縮后噴入SCR反應(yīng)區(qū)與除塵器之間的煙道，可以大大增強飛灰對重金屬的氧化吸附去除能力。與此同時，對SCR催化劑改進使其兼具一定的Hgtl催化氧化性能以及脫硫漿液中添加氧化絡(luò)合添加劑強化煙氣中Hg2+的形成減少煙氣Hgtl的排放，并對飛灰進行脫重金屬等無害化處理，分離出高品質(zhì)飛灰、重金屬泥和混合鹽回收利用，滿足環(huán)境效益要求，又具有一定經(jīng)濟效益。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
(I)將燃煤電廠煙氣重金屬污染進行前端攔截處理處置和末端富集分離回收兩級控制，實現(xiàn)重金屬污染物固液氣三相全方位脫除凈化。
[0016](2)本系統(tǒng)在原有污染物凈化設(shè)備基礎(chǔ)上進行改進和技術(shù)優(yōu)化組合，系統(tǒng)構(gòu)建容易、效果突出、針對性強、具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
[0017](3)本系統(tǒng)產(chǎn)生的高品質(zhì)飛灰、重金屬泥、混合鹽以及粗石膏都可以資源化再利用，同時脫硫廢水也進行了合理處置，減少了污染物的排放。
【附圖說明】
[0018]圖1，一種燃煤電廠煙氣重金屬污染物綜合攔控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]1-鍋爐；2_SCR反應(yīng)區(qū)；3_電除塵器；4_袋式除塵器；5-脫硫反應(yīng)區(qū)；6-煙囪；
7-澄清過濾池；8_超濾單元；9_反滲透單元；10_濃水箱；11_淡水箱；12_飛灰貯存箱；
13-深度水洗池；14-一次沉淀池；15-二次沉淀池；16-蒸發(fā)結(jié)晶池；17-壓縮空氣動力源；18-輸送泵；19-霧化噴嘴；20_加熱裝置。
【具體實施方式】
[0020]如附圖1所示，本發(fā)明提供的燃煤電廠煙氣重金屬污染物綜合攔控系統(tǒng)，包括與燃煤鍋爐連接的SCR反應(yīng)區(qū)，SCR反應(yīng)區(qū)依次連接電除塵器、袋式除塵器和脫硫反應(yīng)區(qū)，脫硫反應(yīng)區(qū)中的漿液中添加有氧化劑或金屬絡(luò)合劑，并且脫硫反應(yīng)區(qū)中的漿液加入絮凝劑后依次與澄清過濾池、超濾單元連接，超濾單元出來的上清液調(diào)節(jié)pH為6后與反滲透單元連接，從反滲透單元出來的高氯高鈣濃縮液經(jīng)過濃水箱、輸送泵、霧化噴嘴與SCR反應(yīng)區(qū)與電除塵器之間煙道相通，從反滲透單元出來的淡水經(jīng)過淡水箱、加熱裝置進入深度水洗池，飛灰貯存箱中的飛灰也進入深度水洗池，攪拌成灰漿后進入一次沉淀池，分離出上清液進入二級沉淀池，投加重金屬沉淀劑，重金屬沉淀聚合物通過出水口濾網(wǎng)形成金屬泥，濾液進入蒸發(fā)結(jié)晶池，蒸發(fā)所得