專利名稱：一種內置化學反應器的聯(lián)合脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于燃煤煙氣凈化和除塵技術領域，特別是涉及一種內置化學反應器的聯(lián)合 脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的裝置及方法。
背景技術：
大氣可吸入顆粒物已成為大氣環(huán)境污染的突出問題，并且日益引起世界各國的高度重 視。煤是中國目前及以后相當長一段時期內電站燃料的主體，煤粉燃燒在提供必需的熱源 和電力資源的同時，會帶來嚴重的可吸入顆粒物污染。據(jù)統(tǒng)計2005年我國燃煤電站排放 的可吸入顆粒物的總量占發(fā)電用煤量的1. 2 1. 5%，約為6. 34 7. 92萬噸。燃煤排放的可 吸入顆粒物已成為大氣可吸入顆粒物的主要來源?？晌腩w粒物由于其具有較大的比表面 積，富集了大量的有毒重金屬和有機物，并且能在空氣中長時間停留，可引發(fā)各種環(huán)境問 題和生理問題。
煤燃燒過程中生成的污染物除S02、 NOx、 C02和可吸入顆粒物以外，還有各種形態(tài)的 重金屬汞。汞及其化合物可通過呼吸道、皮膚和消化道等不同途徑侵入人體,造成神經性 中毒和深部組織病變，而且汞毒性具有積累性，往往需幾年或十幾年才有表現(xiàn)，所以燃煤過 程中的汞污染控制問題越來越受到重視。在我國煤炭是主要燃料能源，據(jù)統(tǒng)計2003年我國 燃煤電站汞排放量達到8618t，廢渣汞排放量為28194t?？梢灶A見，防止燃煤汞污染是21世 紀電力工業(yè)最重要的環(huán)保課題之一。
鑒于燃煤可吸入顆粒物及重金屬的嚴重危害以及單一污染物控制設備的不經濟性，找 到一種聯(lián)合脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的集成控制技術已迫在眉睫。
目前，用于燃煤的煙氣凈化技術，如煙氣除塵、煙氣脫硫、煙氣脫硝和脫除重金屬等 大都是單獨進行技術開發(fā)，形成各自的技術體系和工藝流程，在目前的國內外燃煤電廠中， 為了除去燃煤煙氣中可吸入顆粒物及重金屬汞等，絕大多數(shù)采用至少兩套以上獨立的除塵 系統(tǒng)，這種煙氣凈化系統(tǒng)存在設備占地面積大、投資成本高、操作復雜等缺點。在重金屬 脫除方面，目前大多數(shù)除塵器采用的是活性炭噴入技術，雖然此技術效果顯著，但與此過 程相關的運行費用(主要是活性炭的成本)較高，成為此項技術進一步推廣應用的障礙。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的是要提供一種設備占地面積小、投資成本低、操作簡單的內置化學反應器的聯(lián)合脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的裝置及方法。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是提供一種內置化學反應器的聯(lián)合脫除燃煤可
吸入顆粒物及重金屬汞的裝置，其特征在于，包括連接管，連接管上設有物料噴入裝置，
連接管連接化學反應器，化學反應器置于袋式除塵器內部；
其中，所述的袋式除塵器包括灰斗，灰斗上側連接袋式除塵器箱體，袋式除塵器箱體
中部設有花板，花板連接濾袋，袋式除塵器箱體頂部一側設有脈沖噴吹清灰裝置、另一側
設有凈化氣體出口 ，所述化學反應器的出口置于濾袋與灰斗之間。 所述的濾袋由經摻碳纖維制作的工業(yè)用布制成。
本發(fā)明還提供了使用上述裝置聯(lián)合脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的方法，其特征 在于，具體步驟為
第一步將燃煤煙氣經連接管進入物料噴入裝置，與由物料噴入裝置噴入的飛灰殘?zhí)俊?石灰粉料以及鐵質飛灰混合后進入化學反應器；
第二步在化學反應器中反應后的燃煤煙氣經化學反應器的底部出口進入袋式除塵器 對燃煤煙氣進行過濾，過濾掉的物料由灰斗收集，凈化后的煙氣由凈化氣體出口排出。
本發(fā)明方法中采用飛灰殘?zhí)?、石灰粉料和鐵質飛灰吸附燃煤煙氣中的硫氧化物、重金 屬汞；袋式除塵器中的濾料經摻碳纖維制作，摻碳纖維濾料具有豐富的微孔、較大的比表 面積和活性，在進行煙氣過濾時，可以實現(xiàn)可吸入顆粒物和重金屬汞的聯(lián)合脫除；袋式除 塵器灰斗中收集的物料中含有飛灰殘?zhí)?，鐵質飛灰等，將其分離出來，進行循環(huán)利用，提 高了物料的有效利用效率，以節(jié)約系統(tǒng)的運行成本。
本發(fā)明的有益效果如下
(1) 本發(fā)明裝置中，化學反應器內置于袋式除塵器中，有效減少了系統(tǒng)的占地面積；
(2) 采用廉價的飛灰殘?zhí)课綗煔庵械闹亟饘俟瑢崿F(xiàn)了以廢治廢，并且有效地降 低系統(tǒng)的運行成本；
(3) 袋式除塵器灰斗中收集的物料含有飛灰殘?zhí)?、鐵質飛灰等，可以將其分離出來 進行循環(huán)利用，提高了物料的有效利用效率；
(4) 該工藝操作簡單，運行安全可靠，易于對現(xiàn)有裝置進行改造，環(huán)境效益顯著。


圖1為聯(lián)合脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的裝置圖。
具體實施例方式
下面結合實施例來具體說明本發(fā)明。如圖1所示，為聯(lián)合脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的裝置圖，所述的裝置由連接 管1、物料噴入裝置2、化學反應器3和袋式除塵器組成。連接管1上設有物料噴入裝置2，
連接管1連接化學反應器3，化學反應器3置于袋式除塵器內部；其中，所述的袋式除塵
器由脈沖噴吹清灰裝置4、袋式除塵器箱體5、凈化氣體出口6、灰斗7、濾袋8和花板9 組成。灰斗7上側連接袋式除塵器箱體5，袋式除塵器箱體5中部設有花板9，花板9連 接濾袋8，袋式除塵器箱體5頂部一側設有脈沖噴吹清灰裝置4、另一側設有凈化氣體出 口 6，所述化學反應器3的出口置于濾袋8與灰斗7之間。所述的濾袋8由經摻碳纖維制 作的工業(yè)用布(如玻璃纖維+碳纖維)制成，具有豐富的微孔(其孔徑為5 14埃)、較 大的比表面積和活性，在對煙氣進行過濾時有效地捕集燃煤可吸入顆粒物，再次脫除重金 屬汞，實現(xiàn)燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的聯(lián)合脫除。
上述裝置聯(lián)合脫除燃煤煙氣中可吸入顆粒物及重金屬汞的方法為
燃煤煙氣經連接管1進入物料噴入裝置2，與由物料噴入裝置2噴入的飛灰殘?zhí)?、?灰粉料以及鐵質飛灰混合后進入化學反應器3，在100 180°C、 0. 1 0. 2MPa的條件下反 應0. 1 0.5h，脫除煙氣中的硫氧化物、重金屬汞(Hg。蒸汽)；將反應后的燃煤煙氣經化 學反應器1的出口進入袋式除塵器5對燃煤煙氣進行過濾，過濾掉的物料由灰斗7收集， 收集的物料中含有飛灰殘?zhí)?、鐵質飛灰等，可以將其分離出來，進行重復利用，提高物料 的有效利用效率，以節(jié)約系統(tǒng)的運行成本。凈化后的煙氣由凈化氣體出口6排出。
本發(fā)明的聯(lián)合脫除過程中，可以根據(jù)入口燃煤煙氣檢測的情況分別控制飛灰殘?zhí)俊⑹?灰粉料和鐵質飛灰的噴入量。
實踐證明，運用本發(fā)明方法脫除可吸入顆粒物，尤其是PM2.5級可吸入顆粒物，其脫 除效率達到98%以上，并且顯著控制了燃煤煙氣的汞排放，運行成本極大降低，環(huán)境效益 顯著。
權利要求
1.一種內置化學反應器的聯(lián)合脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的裝置，其特征在于，包括連接管(1)，連接管(1)上設有物料噴入裝置(2)，連接管(1)連接化學反應器(3)，化學反應器(3)置于袋式除塵器內部；其中，所述的袋式除塵器包括灰斗(7)，灰斗(7)上側連接袋式除塵器箱體(5)，袋式除塵器箱體(5)中部設有花板(9)，花板(9)連接濾袋(8)，袋式除塵器箱體(5)頂部一側設有脈沖噴吹清灰裝置(4)、另一側設有凈化氣體出口(6)，所述化學反應器(3)的出口置于濾袋(8)與灰斗(7)之間。
2. 如權利要求1所述的一種內置化學反應器的聯(lián)合脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬 汞的裝置，其特征在于，所述的濾袋(8)由經摻碳纖維制作的工業(yè)用布制成。
3. 使用權利要求1所述的裝置聯(lián)合脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的方法，其特 征在于，具體步驟為第一步將燃煤煙氣經連接管(1)進入物料噴入裝置(2)，與由物料噴入裝置(2) 噴入的飛灰殘?zhí)?、石灰粉料以及鐵質飛灰混合后進入化學反應器(3);第二步將在化學反應器(3)中反應后的燃煤煙氣經化學反應器(1)的出口進入袋式除塵器(5)對燃煤煙氣進行過濾，過濾掉的物料由灰斗(7)收集，凈化后的煙氣由凈 化氣體出口 (6)排出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內置化學反應器的聯(lián)合脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的裝置及方法。所述的裝置包括連接管，連接管上設有物料噴入裝置，連接管連接化學反應器，化學反應器置于袋式除塵器內部。本發(fā)明方法中采用飛灰殘?zhí)俊⑹曳哿虾丸F質飛灰吸附燃煤煙氣中的硫氧化物、重金屬汞；袋式除塵器中的濾料經摻碳纖維制作，在進行煙氣過濾時，可以實現(xiàn)可吸入顆粒物和重金屬汞的聯(lián)合脫除。本發(fā)明對于PM2.5級可吸入顆粒物，其脫除效率達到98％以上，并且顯著地控制了燃煤煙氣中的重金屬汞排放，裝置占地面積小，具有操作簡單，運行安全可靠，環(huán)境效益顯著等優(yōu)點。
文檔編號B01D53/46GK101584966SQ20091005381
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權日2009年6月25日
發(fā)明者刁永發(fā), 赟 劉, 猛 沈, 趙海龍 申請人:東華大學