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(shuō)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(qiáng)生物積累性和致癌致畸性的全球性污染物，對(duì)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(guó)目前雖未對(duì)燃煤過(guò)程重金屬污染排放作出明確限定，但隨著環(huán)境問(wèn)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(qiáng)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(duì)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(wèn)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(gè)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(duì)SCR反應(yīng)區(qū)進(jìn)行催化劑布置方式和催化劑活性的改進(jìn)。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(duì)SCR催化劑進(jìn)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(duì)Hg2+的還原，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jìn)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(qiáng)，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(guò)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(guò)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(guò)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(shí)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(guò)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(yáng)離子以及一定含量的Hg2+，通過(guò)澄清過(guò)濾池分離出粗石膏，上清液則通過(guò)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(guò)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(qiáng)飛灰對(duì)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(dá)到100000mg/L以上，同時(shí)含有其它常見(jiàn)陽(yáng)離子以及Hg2+，液相重金屬污染物通過(guò)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(duì)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(lái)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(guò)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(guò)格柵分離出上清液和高品質(zhì)飛灰，所述清洗水來(lái)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(guò)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(guò)蒸發(fā)結(jié)晶池進(jìn)行蒸發(fā)處理，混合鹽收集回用，冷凝水作為深度水洗池補(bǔ)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(guò)濾池、超濾單元連接，超濾單元出來(lái)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(lái)的高氯高鈣濃縮液經(jīng)過(guò)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(lái)的淡水經(jīng)過(guò)淡水箱、加熱裝置進(jìn)入深度水洗池，飛灰貯存箱中的飛灰也進(jìn)入深度水洗池，攪拌成灰漿后進(jìn)入一次沉淀池，分離出上清液進(jìn)入二級(jí)沉淀池，投加重金屬沉淀劑，重金屬沉淀聚合物通過(guò)出水口濾網(wǎng)形成金屬泥，濾液進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池，蒸發(fā)所得混合鹽收集，冷凝水進(jìn)入淡水箱。
[0012]所述的霧化噴嘴還與壓縮空氣動(dòng)力源連接，壓縮空氣動(dòng)力源配合霧化噴嘴工作，提供動(dòng)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(qiáng)飛灰對(duì)重金屬的氧化吸附去除能力。與此同時(shí)，對(duì)SCR催化劑改進(jìn)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(qiáng)化煙氣中Hg2+的形成減少煙氣Hgtl的排放，并對(duì)飛灰進(jìn)行脫重金屬等無(wú)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(jì)效益。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:
(I)將燃煤電廠煙氣重金屬污染進(jìn)行前端攔截處理處置和末端富集分離回收兩級(jí)控制，實(shí)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(jìn)行改進(jìn)和技術(shù)優(yōu)化組合，系統(tǒng)構(gòu)建容易、效果突出、針對(duì)性強(qiáng)、具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)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(shí)脫硫廢水也進(jìn)行了合理處置，減少了污染物的排放。
【附圖說(shuō)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(guò)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(dòng)力源；18-輸送泵；19-霧化噴嘴；20_加熱裝置。
【具體實(shí)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(guò)濾池、超濾單元連接，超濾單元出來(lái)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(lái)的高氯高鈣濃縮液經(jīng)過(guò)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(lái)的淡水經(jīng)過(guò)淡水箱、加熱裝置進(jìn)入深度水洗池，飛灰貯存箱中的飛灰也進(jìn)入深度水洗池，攪拌成灰漿后進(jìn)入一次沉淀池，分離出上清液進(jìn)入二級(jí)沉淀池，投加重金屬沉淀劑，重金屬沉淀聚合物通過(guò)出水口濾網(wǎng)形成金屬泥，濾液進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶池，蒸發(fā)所得