專利名稱：燃煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從鍋爐排氣中出去汞的燃煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
由于在火力發(fā)電廠等的作為燃燒裝置的鍋爐的排氣中含有毒性高的汞，所以從過(guò) 去開始對(duì)用于從排氣中除去汞的系統(tǒng)進(jìn)行了各種研究。通常，在鍋爐中設(shè)置有用于從排氣中除去硫磺成分的濕式脫硫裝置。對(duì)于在這樣 的鍋爐中作為排氣處理裝置附設(shè)脫硫裝置而成的排煙處理設(shè)備，由于2價(jià)氧化汞可溶于 水，利用所述脫硫裝置可容易捕集汞的事實(shí)已廣為人知。因此，近年來(lái)，對(duì)于將還原NOx的脫硝裝置以及將堿吸收液作為SOx的吸收劑的濕 式脫硫裝置進(jìn)行組合以處理該金屬汞的方法、裝置，進(jìn)行了各種各樣的設(shè)計(jì)(專利文獻(xiàn)1)。作為處理排氣中的金屬汞的方法，雖然基于活性炭、硒過(guò)濾器等吸附劑的除去方 法為公眾所知，但是仍然需要特殊的吸附除去手段，上述的除去方法不適用于發(fā)電廠排氣 等的大容量排氣處理。在此，作為處理大容量排氣中的金屬汞的方法，以往的脫硫方法通過(guò)下列公式(1) 以及(2)所示的反應(yīng)，大多采用使用了主要是氣液接觸式的脫硫裝置的石灰/石膏法。S02+CaC03+l/2H20 — CaSO3 · 1/2H20+C02 (吸收)…(1)CaSO3 · 1/2H20+3/2H20+1/202 — CaSO4 · 2H20(氧化)…(2)專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-7612號(hào)公報(bào)然而，在氣液接觸式的脫硫裝置內(nèi)，將氧化汞(Hg2+)在石膏料漿吸收液(以下，稱 之為“料漿”或者“料漿吸收液”)中的吸附、固化，從而除去汞。此時(shí)，汞(Hg)的除去速度 一般依存于石膏(CaSO4)的生成速度。因此，為了提高汞的除去速度，需要提高石膏(CaSO4)的生成速度，但是煤炭中的 汞(Hg)和硫磺(S)的比率依存于煤炭的性質(zhì)和狀態(tài)，從而存在難以只提高石膏的生成速度 的問(wèn)題。因此，在使用硫磺⑶相對(duì)于汞(Hg)少的煤炭的情況下，含有石膏-石灰的料漿 中的石膏的生產(chǎn)量少的情況下，汞(Hg)除去性能可能不足。而且，通過(guò)添加空氣或者富含氧氣的空氣使料漿成為氧化狀態(tài)，從而防止氧化汞 (Hg2+)的還原(Hg2+ —Hg°)，并抑制零價(jià)汞(Hg°)向氣相的再飛散。然而，在排氣中大量存在還原性物質(zhì)的情況下，無(wú)法維持規(guī)定的氧化狀態(tài)(氧化 還原電位(ORP)值為+150mV以上)，從而存在無(wú)法抑制零價(jià)汞(Hg°)的向氣相的再飛散的 情況。因此，迫切期望比其他對(duì)策更能有效地除去排氣中的汞。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供能夠有效地除去燃煤鍋爐的排氣中的汞的 燃煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)及其方法。
用于解決上述問(wèn)題的本發(fā)明的第一方案的燃煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)包括除去來(lái) 自燃煤鍋爐的排氣中的氮氧化物的脫硝裝置、回收除去氮氧化物后的氣體中的熱量的空氣 預(yù)熱器、除去熱量回收后的氣體中的煙塵的集塵器、通過(guò)石灰/石膏法除去除塵后的氣體 中的硫氧化物并除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置、以及將脫硫后的氣體向外部排出的 煙囪，所述排氣處理系統(tǒng)的特征在于，在含有石灰石-石膏的料漿中添加氧化劑。根據(jù)本發(fā)明的第二方案，在第一方案中的所述氧化劑為錳化合物、臭氧、過(guò)氧化氫 和氯系化合物中的任意一種或者它們的組合，氧化還原電位為150mV以上。根據(jù)本發(fā)明的第三方案的燃煤鍋爐的排氣處理方法，其具備通過(guò)石灰/石膏法除 去燃煤鍋爐的排氣中的硫氧化物并除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置，該燃煤鍋爐的排 氣處理方法的特征在于，在含有石灰石_石膏的料漿中添加氧化劑。根據(jù)本發(fā)明的第四方案，在第三方案中的燃煤鍋爐的排氣處理方法，其特征在于， 所述氧化劑為錳化合物、臭氧、過(guò)氧化氫和氯系化合物中的任意一種或者它們的組合，氧化 還原電位為150mV以上。根據(jù)本發(fā)明，來(lái)自氣液接觸的料漿吸收液的汞不會(huì)再飛散，從而能夠提高排氣中 的汞和石膏的接觸效率，從而促進(jìn)汞的吸附、固定化。


圖1是實(shí)施方式的排氣處理系統(tǒng)的示意圖。
圖2是表示汞再飛散率(％ )和ORP氧化還原電位(mV)的關(guān)系的圖表。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
11燃煤鍋爐
12氨
13脫硝裝置
14空氣預(yù)熱器
15集塵器
16脫硫裝置
17煙囪
21含有石灰石-石膏的料漿
22固液分離裝置
23上清液
24石膏
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不限于該實(shí)施 例。另外，下述實(shí)施例中的構(gòu)成要素中包括對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言為顯而易見的結(jié)構(gòu)或 者與其實(shí)質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的燃煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的燃煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)的示意圖。
首先，圖1所示，本實(shí)施方式的排氣處理系統(tǒng)包括將供給作為燃料F的煤炭的燃 煤鍋爐11的排氣中的氮氧化物通過(guò)添加氨12而除去的脫硝裝置13、將除去氮氧化物后的 氣體中的熱量回收的空氣預(yù)熱器14、將熱量回收后的氣體中的煙塵除去的集塵器15、將除 塵后的排氣中的硫氧化物通過(guò)石灰/石膏法除去并除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置 16、以及將脫硫、除去汞后的凈化氣體向外部排出的煙囪17，在該排氣處理系統(tǒng)中，從所述 脫硫裝置16內(nèi)部或外部抽出的含有石灰石_石膏的料漿21添加氧化劑。需要說(shuō)明的是，圖中的附圖標(biāo)記18為空氣、19為氧化還原測(cè)量計(jì)(0RP計(jì))、22為 分離石膏24的固液分離裝置，23為除去了石膏的上清液。在此，所述氧化劑的添加場(chǎng)所，可以為氣液接觸塔(30A)、固液分離裝置22的上游 側(cè)(30B)、或者下游側(cè)(30C)中任意一個(gè)場(chǎng)所。另外，通過(guò)供給所述氧化劑，脫硫裝置內(nèi)的料漿吸收液的氧化還原電位優(yōu)選為 150mV以上。這是因?yàn)?，如圖2所示的“汞再飛散率(％ )和ORP氧化還原電位(mV) ”的關(guān)系圖 表所示，如果氧化還原電位為150mV以上、優(yōu)選為175mV以上、進(jìn)一步優(yōu)選為200mV以上，則 能夠?qū)崿F(xiàn)汞再飛散率的大幅度的降低。在此，汞再飛散率(％ )通過(guò)以下的公式求得。汞再飛散率(％) = (Hg0 出 口 -Hg° 入口)/ (Hg2+ 入口)X 100作為所述氧化劑，比一般的用于ORP控制的氧氣(空氣)氧化能力更強(qiáng)的氧化劑 為優(yōu)選，例如可以列舉出臭氧(O3)、過(guò)氧化氫(H2O2)、高錳酸鉀(KMnO4)、氯系化合物(例如 次亞氯酸鈉(NaClO))等，但是本發(fā)明并不限于此。另外，作為促進(jìn)氧化還原的催化劑，也可以添加錳化合物(KMn04、MnCl2)。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使ORP計(jì)的電位成為150mV以上，防止氧化汞(Hg2+) 的還原(Hg2+ —Hg°)，抑制零價(jià)汞(Hg°)向氣相的再飛散，從而能夠提高排氣中的水印的除去率。另外，通過(guò)添加氧化劑以及根據(jù)需要添加錳化合物，而維持氧化狀態(tài)，從而能夠期 待有效地將上述的ORP計(jì)的電位維持在規(guī)定值以上。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的排氣處理系統(tǒng)及其方法，可減輕汞的再飛散，從而能夠提 高汞除去效率，從而適用于排氣中的汞排出量受到規(guī)定限制的情況。
權(quán)利要求
一種燃煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)，包括除去來(lái)自燃煤鍋爐的排氣中的氮氧化物的脫硝裝置、回收除去氮氧化物后的氣體中的熱量的空氣預(yù)熱器、除去熱量回收后的氣體中的煙塵的集塵器、通過(guò)石灰/石膏法除去除塵后的氣體中的硫氧化物并除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置、以及將脫硫后的氣體向外部排出的煙囪，所述排氣處理系統(tǒng)的特征在于，在含有石灰石 石膏的料漿中添加氧化劑。
2.如權(quán)利要求1所示的燃煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氧化劑為錳化合物、臭氧、過(guò)氧化氫和氯系化合物中的任意一種或者它們的組合， 氧化還原電位為150mV以上。
3.一種燃煤鍋爐的排氣處理方法，其具備通過(guò)石灰/石膏法除去來(lái)自燃煤鍋爐的排氣 中的硫氧化物并除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置，該處理方法的特征在于，在含有石 灰石_石膏的料漿中添加氧化劑。
4.如權(quán)利要求3所示的燃煤鍋爐的排氣處理方法，其特征在于，所述氧化劑為錳化合 物、臭氧、過(guò)氧化氫和氯系化合物中的任意一種或者它們的組合，氧化還原電位為150mV以 上。
全文摘要
本發(fā)明的燃煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)，包括通過(guò)添加氨(12)除去來(lái)自燃煤鍋爐(11)的排氣中的氮氧化物的脫硝裝置(13)、回收除去氮氧化物后的氣體中的熱量的空氣預(yù)熱器(14)、除去熱量回收后的氣體中的煙塵的集塵器(15)、通過(guò)石灰/石膏法除去除塵后的氣體中的硫氧化物并除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置(16)、以及將脫硫并去除汞后的凈化氣體向外部排出的煙囪(17)，在所述排氣處理系統(tǒng)中，向從所述脫硫裝置(16)內(nèi)部或外部抽出的含有石灰石-石膏的料漿(21)添加氧化劑。
文檔編號(hào)B01D53/86GK101925393SQ200980102710
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者沖野進(jìn), 本城新太郎, 鵜飼展行 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社