煤粉富氧燃燒煙氣脫汞系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電廠鍋爐大氣污染物煙氣凈化領(lǐng)域，具體地，涉及一種富氧燃燒 煙氣的脫汞系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤炭燃燒是主要的人為汞排放源。GB13223-2011 "火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)" 規(guī)定，從2015年1月1日起，所有發(fā)電鍋爐將執(zhí)行汞及其化合物小于0. 03mg/Nm3的排放濃 度限值。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)的燃煤煙氣脫汞方法與技術(shù)，包括添加各種脫汞吸附劑如活性炭基、 鈣基和飛灰基吸收劑以及一些新型吸附劑等，或者安裝各種形式的除塵器、選擇性催化還 原（SCR)脫硝系統(tǒng)和石灰石-石膏濕法煙氣脫硫（WFGD)系統(tǒng)等，均具有一定的脫除煙氣中 汞的功能，但是對(duì)于燃燒汞含量較高的煤種，即使采用了這些技術(shù)或系統(tǒng)，汞的排放濃度也 不能滿足最新排放濃度限值的要求。而對(duì)于煤粉的富氧燃燒技術(shù)，由于采用煙氣循環(huán)，會(huì)使 得煙氣中的汞濃度要比傳統(tǒng)空氣燃燒煙氣高，因此，現(xiàn)有的傳統(tǒng)空氣脫汞技術(shù)與系統(tǒng)無(wú)法 滿足富氧燃燒煙氣脫汞的要求。此外，由于煤粉富氧燃燒煙氣中二氧化碳濃度的大幅度提 高（干煙氣可達(dá)80%左右），傳統(tǒng)空氣燃燒的活性炭基、鈣基和飛灰基等汞吸收/吸附劑會(huì) 對(duì)高濃度的二氧化碳產(chǎn)生較強(qiáng)的吸收/吸附作用，從而直接影響到煙氣中汞的吸附/吸收 作用，更會(huì)導(dǎo)致富氧燃燒碳捕獲效率的降低。因此為從源頭上防治汞對(duì)大氣的污染，并保障 生產(chǎn)安全，急需采取新型的脫汞技術(shù)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種設(shè)備，該設(shè)備能夠?qū)γ悍鄹谎跞紵裏煔膺M(jìn)行脫汞。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種煤粉富氧燃燒煙氣脫汞系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括：第一壓縮機(jī)，被配置成將富氧燃燒排放的煙氣壓縮加壓；第一冷凝器，被配置成將經(jīng)所 述第一壓縮機(jī)壓縮加壓后的煙氣冷凝；第一高壓反應(yīng)器，被配置成容納經(jīng)所述第一冷凝器 冷凝后的煙氣反應(yīng)；以及管路，被配置成依次連接所述第一壓縮機(jī)、所述第一冷凝器以及所 述第一高壓反應(yīng)器。
[0005] 進(jìn)一步地，所述第一冷凝器和所述第一高壓反應(yīng)器之間還連接第一氣液分離器， 該第一氣液分離器被配置成將所述第一冷凝器冷凝產(chǎn)生的液體排出所述管路。
[0006] 進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括：第二壓縮機(jī)，被配置成將所述第一高壓反應(yīng)器排出的煙 氣壓縮加壓；第二冷凝器，被配置成將經(jīng)所述第二壓縮機(jī)壓縮加壓后的煙氣冷凝；第二高 壓反應(yīng)器，被配置成容納經(jīng)所述第二冷凝器冷凝后的煙氣反應(yīng)，其中，所述第二高壓反應(yīng)器 中的壓力大于所述第一高壓反應(yīng)器中的壓力；以及所述管路，被配置成依次連接所述第二 壓縮機(jī)、所述第二冷凝器以及所述第二高壓反應(yīng)器。
[0007] 進(jìn)一步地，所述第二冷凝器和所述第二高壓反應(yīng)器之間還連接第二氣液分離器， 該第二氣液分離器被配置成將所述第二冷凝器冷凝產(chǎn)生的液體排出所述管路。
[0008] 進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)被配置成將所述第二高壓反應(yīng)器排出的煙 氣送至所述第二壓縮機(jī)。
[0009] 進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括檢測(cè)器，設(shè)置在所述第一高壓反應(yīng)器和/或所述第二高 壓反應(yīng)器的排煙口，該檢測(cè)器被配置成檢測(cè)所述第一高壓反應(yīng)器和/或所述第二高壓反應(yīng) 器排出的煙氣中的萊含量。
[0010] 進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括除塵冷凝器，被配置成將所述富氧燃燒排放的煙氣除塵 冷凝后送至所述第一壓縮機(jī)。
[0011] 通過(guò)上述技術(shù)方案，富氧燃燒煙氣中的高濃度氮氧化物和汞能夠在高壓反應(yīng)器中 充分反映，生成穩(wěn)定的固態(tài)汞化物，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中單質(zhì)汞的快速脫除。
[0012] 本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面 的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：
[0014] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的煤粉富氧燃燒煙氣脫汞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的煤粉富氧燃燒煙氣脫汞方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處 所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0017] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的煤粉富氧燃燒煙氣脫汞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如 圖1所示，本實(shí)用新型提供的煤粉富氧燃燒煙氣脫汞系統(tǒng)可以包括：一級(jí)壓縮機(jī)C1，被配置 成將富氧燃燒排放的煙氣壓縮加壓；一級(jí)冷凝器H1，被配置成將經(jīng)一級(jí)壓縮機(jī)C1壓縮加壓 后的煙氣冷凝；一級(jí)高壓反應(yīng)器R1，被配置成容納經(jīng)一級(jí)冷凝器H1冷凝后的煙氣反應(yīng)（例 如，反應(yīng)時(shí)間可為Is至5min或與壓縮機(jī)C1壓縮煙氣的時(shí)間相同）；以及管路，被配置成依 次連接一級(jí)壓縮機(jī)C1、一級(jí)冷凝器H1以及一級(jí)高壓反應(yīng)器R1。在實(shí)施方式中，一級(jí)冷凝器 H1和一級(jí)高壓反應(yīng)器R1之間還可以連接一級(jí)氣液分離器S1，該一級(jí)氣液分離器S1可以被 配置成將一級(jí)冷凝器H1冷凝產(chǎn)生的液體排出管路。
[0018] 通過(guò)上述技術(shù)方案，利用富氧燃燒煙氣需要壓縮液化的特點(diǎn)，高壓下單質(zhì)汞能夠 與氮氧化物（NOx)反應(yīng)生成穩(wěn)定、固態(tài)的汞化物（例如，汞鹽、氧化汞），借助富氧燃燒煙氣 中的高濃度的氮氧化物將汞氧化固定，從而實(shí)現(xiàn)安全高效的脫汞。
[0019] 富氧燃燒鍋爐排放的煙氣經(jīng)除塵冷凝之后，由一級(jí)壓縮機(jī)壓縮C1加壓，再經(jīng)冷凝 脫水后進(jìn)入一級(jí)高壓反應(yīng)器R1，氣態(tài)汞單質(zhì)一部分轉(zhuǎn)化為固體渣由一級(jí)高壓反應(yīng)器R1底 部排出，另一部分可以隨煙氣離開(kāi)一級(jí)高壓反應(yīng)器R1。根據(jù)實(shí)用新型人實(shí)測(cè)，一級(jí)高壓反應(yīng) 器R1內(nèi)汞脫除率為50-70%。上述系統(tǒng)還包括除塵冷凝器（未示出），被配置成將富氧燃 燒排放的煙氣除塵冷凝后送至一級(jí)壓縮機(jī)C1。
[0020] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了更充分地脫汞，本實(shí)用新型提供的富氧燃燒煙氣脫汞 系統(tǒng)可以采用多組上述設(shè)備的組合。例如，采用分級(jí)的方式設(shè)置多組上述設(shè)備的組合。在這 樣的實(shí)施方式中，上述系統(tǒng)還可以包括：二級(jí)壓縮機(jī)C2,被配置成將一級(jí)高壓反應(yīng)器R1排 出的煙氣壓縮加壓；二級(jí)冷凝器H2,被配置成將經(jīng)二級(jí)壓縮機(jī)C2壓縮加壓后的煙氣冷凝； 二級(jí)高壓反應(yīng)器R2,被配置成容納經(jīng)二級(jí)冷凝器H2冷凝后的煙氣反應(yīng)（例如，反應(yīng)時(shí)間可 為Is至5min或與壓縮機(jī)C2壓縮煙氣的時(shí)間相同），其中，二級(jí)高壓反應(yīng)器R2中的壓力大 于一級(jí)高壓反應(yīng)器R1中的壓力；以及所述管路，被配置成依次連接所述二級(jí)壓縮機(jī)C2、所 述二級(jí)冷凝器H2以及所述二級(jí)高壓反應(yīng)器R2。在實(shí)施方式中，與上面的實(shí)施方式相似，二 級(jí)冷凝器H2和二級(jí)高壓反應(yīng)器R2之間可以連接二級(jí)氣液分離器S2,該二級(jí)氣液分離器S2 被配置成將二級(jí)冷凝器H2冷凝產(chǎn)生的液體排出管路。
[0021] 通過(guò)上述技術(shù)方案，經(jīng)初步脫汞后的煙氣由二級(jí)壓縮機(jī)C2再次壓縮，冷凝脫水后 進(jìn)入二級(jí)高壓反應(yīng)器R2,氣態(tài)單質(zhì)汞在二級(jí)高壓反應(yīng)器R2中可以與氮氧化物進(jìn)行反應(yīng)而 被完全脫除。
[0022] 在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，為避免系統(tǒng)波動(dòng)導(dǎo)致脫汞不完全，在二級(jí)高壓反應(yīng)器R2 后還可以設(shè)置循環(huán)回路，脫汞后的煙氣可經(jīng)循環(huán)回路進(jìn)入二級(jí)壓縮機(jī)C2,壓縮后在二級(jí)高 壓反應(yīng)器R2內(nèi)進(jìn)行再次脫汞反應(yīng)。在這樣的實(shí)施方式中，該系統(tǒng)還可以包括風(fēng)機(jī)P1，該風(fēng) 機(jī)P1設(shè)置在上述循環(huán)回路中，用于將二級(jí)高壓反應(yīng)器R2排出的煙氣送至二級(jí)壓縮機(jī)C2。
[0023] 在實(shí)施方式中，可以通過(guò)對(duì)一級(jí)高壓反應(yīng)器R1和二級(jí)高壓反應(yīng)器R2排出的煙氣 進(jìn)行檢測(cè)確定汞含量來(lái)判斷時(shí)候需要進(jìn)行下一級(jí)的反應(yīng)過(guò)程。進(jìn)一步地，系統(tǒng)還可以包括 檢測(cè)器，設(shè)置在一級(jí)高壓反應(yīng)器H1和/或二級(jí)高壓反應(yīng)器H2的排煙口，該檢測(cè)器被配置成 檢測(cè)一級(jí)高壓反應(yīng)器H1和/或二級(jí)高壓反應(yīng)器H2排出的煙氣中的汞含量。例如，當(dāng)一級(jí) 高壓反應(yīng)器H1排出的煙氣中的汞含量不為零時(shí)，將煙氣繼續(xù)通入二級(jí)壓縮機(jī)C2 ;再如，當(dāng) 二級(jí)高壓反應(yīng)器H2排出的煙氣中的汞含量不為零時(shí)，將煙氣繼續(xù)循環(huán)通入二級(jí)壓縮機(jī)C2， 或者再下一級(jí)壓縮機(jī)（未示出）。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)用新型提供的富氧燃燒煙氣脫汞系 統(tǒng)的管路設(shè)置有閥門(mén)，以控制管路中煙氣的走向以及在高壓反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間等。
[0024] 富氧燃燒煙氣經(jīng)上述多級(jí)（例如，二級(jí)）高壓反應(yīng)器后，脫汞率可達(dá)100%。需要 說(shuō)明的是，脫汞率與煙氣中的NOx濃度以及反應(yīng)壓力成正比，因