置7,垂直軸風(fēng)力機(jī)6的輸出端還連接儲(chǔ)能裝置7的輸入端，儲(chǔ)能裝置的輸 出端連接碾磨攪拌機(jī)10的電源端。在強(qiáng)風(fēng)天氣時(shí)，垂直軸風(fēng)力機(jī)6除帶動(dòng)碾磨攪拌機(jī)10 正常工作外，還可將所發(fā)的電能存儲(chǔ)到儲(chǔ)能裝置7中；當(dāng)風(fēng)力較小不足以僅僅依靠垂直軸 風(fēng)力機(jī)6帶動(dòng)碾磨攪拌機(jī)10工作時(shí)，儲(chǔ)能裝置7可作為備用電源帶動(dòng)碾磨攪拌機(jī)10繼續(xù) 工作。本發(fā)明利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)碾磨攪拌機(jī)的動(dòng)力，充分利用大自然的風(fēng)能帶動(dòng)碾 磨攪拌機(jī)中的磨輥轉(zhuǎn)動(dòng)來碾磨攪拌飛灰和生石灰，可以很好的利用風(fēng)能，降低廠用電率，大 大的節(jié)約了運(yùn)行成本。經(jīng)碾磨攪拌機(jī)攪拌后，可獲得粒徑小于35目（即粒徑小于0.5_)的 飛灰和生石灰粉料，作為吸附劑的組分經(jīng)分流煙氣攜帶送入流化床反應(yīng)器中。
[0029] 霧化水添加支路包括水箱11、第四閥門和第二霧化噴嘴，第二霧化噴嘴設(shè)置在流 化床反應(yīng)器14的中部，用于向流化床反應(yīng)器中噴灑霧化水。
[0030] 吸附劑回收機(jī)構(gòu)用于分離出汞和砷，并回收吸附劑。包括瀑流式選粉機(jī)19、風(fēng)機(jī) 17以及灰斗20 ;風(fēng)機(jī)與瀑流式選粉機(jī)連通，瀑流式選粉機(jī)在風(fēng)機(jī)作用下，對(duì)含有汞和砷的 吸附劑進(jìn)行分離。瀑流式選粉機(jī)19的進(jìn)料口經(jīng)輸料管道與袋式除塵器16的底部端口連通， 瀑流式選粉機(jī)19的出料口經(jīng)出料管道與灰斗20連通，用于回收汞和砷；瀑流式選粉機(jī)19 的回收料口經(jīng)返料管道18與流化床反應(yīng)器的進(jìn)氣端連通，實(shí)現(xiàn)生石灰與飛灰的篩選和循 環(huán)利用，解決了生石灰原料用量大，成本高的問題，降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。本發(fā)明中瀑流式 選粉機(jī)選用PL型瀑流式選粉機(jī)，PL型瀑流式選粉機(jī)是一種靜態(tài)選粉機(jī)，內(nèi)部無轉(zhuǎn)動(dòng)部件， 主要是由呈梯形狀排列的柵板構(gòu)成，待分選的物料成梯形流落在一組梯級(jí)上，梯級(jí)上有分 選氣流通過，氣流將汞和砷從吸附劑中分離出來，并將其輸送到出料口；PL型瀑流式選粉 機(jī)具有顆粒粒徑調(diào)節(jié)功能，可以根據(jù)實(shí)際情況通過調(diào)節(jié)分選氣流對(duì)循環(huán)利用的改性飛灰、 生石灰混合吸附劑粒徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，分離出含汞和砷的較小粒徑的粉塵，從而提高反應(yīng)效率。
[0031] 本發(fā)明在袋式除塵器16與脫硫塔22之間的煙氣管道上還設(shè)置有重金屬在線監(jiān)測(cè) 儀21，重金屬在線監(jiān)測(cè)儀21經(jīng)數(shù)據(jù)線與裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)連接，自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸出端 口分別與第一閥門、第二閥門、第三閥門以及第四閥門的受控端連接。重金屬在線監(jiān)測(cè)儀21 用于監(jiān)測(cè)尾部煙氣中汞、砷濃度的大小，自動(dòng)控制系統(tǒng)則根據(jù)重金屬在線監(jiān)測(cè)儀測(cè)得的尾 部煙氣中重金屬的含量依次對(duì)第一閥門、第二閥門、第三閥門的開度大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí) 現(xiàn)對(duì)飛灰、生石灰和溴化氫溶液給料量的調(diào)節(jié)，以確保將煙氣中汞、砷兩種污染物質(zhì)的濃度 控制在合理范圍之內(nèi)。第四閥門則用于控制水的噴淋量。
[0032] 煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷的脫除方法，具體包括以下步驟： A.鍋爐煙氣分兩路輸出，一路經(jīng)主煙氣管道直接送入流化床反應(yīng)器的底部端口，另 一路經(jīng)分流煙氣管道送入流化床反應(yīng)器的下部；所述分流煙氣與主煙氣的體積比為1 : 600~1800〇
[0033] B.向分流煙氣中添加 HBr溶液對(duì)煙氣中的飛灰進(jìn)行改性，而后由分流煙氣攜帶 的改性后的飛灰與碾磨攪拌機(jī)中的生石灰在機(jī)械力的作用下混合進(jìn)行進(jìn)一步改性得到反 應(yīng)所需吸附劑；向碾磨攪拌機(jī)中添加的生石灰給料量為10~30kg/h。
[0034] 最終得到的改性吸附劑包含以下質(zhì)量份數(shù)的組分：飛灰5~10份；生石灰1~3份： HBr溶液3~5份。
[0035] 本發(fā)明的吸附劑優(yōu)選以下質(zhì)量比的組分： 飛灰：生石灰溶液=6 :2 :3 ;所述HBr溶液的質(zhì)量濃度為1%~5%。
[0036] 吸附劑中的飛灰主要由分流煙氣管路中煙氣攜帶的飛灰獲得，當(dāng)分流煙氣中的飛 灰不足時(shí)，可以由灰斗中獲得。HBr溶液在分流煙氣中首先與煙氣中的飛灰發(fā)生化學(xué)反應(yīng) (酸化和引入溴離子）；而后分流煙氣中的飛灰和吸附劑中的飛灰與生石灰在碾磨攪拌機(jī)中 在機(jī)械力的作用下混合，增大了比表面積，從而增加了反應(yīng)活性；最后被分流煙氣流帶入循 環(huán)流化床反應(yīng)器。
[0037] 吸附劑的吸附機(jī)理為：飛灰顆粒包含多孔碳粒和熔融的多孔玻璃體兩類，多孔碳 粒具有大的比表面積但含量少，多孔玻璃體含量大但比表面積較小，吸附性能較小。由于孔 穴暴露在表面，需用物理或化學(xué)方法打開封閉的孔穴，以提高其孔隙率及比表面積，提高吸 附重金屬能力。而HBr和生石灰（CaO)可以破壞飛灰顆粒表面的堅(jiān)硬外殼，使更多的反應(yīng) 活性位暴露出來，打開飛灰顆粒封閉的空穴，增加其比表面積，促進(jìn)更多脫汞脫砷的活性點(diǎn) 位參與反應(yīng)。
[0038] 飛灰中含有大量的Si02、A1203、Fe 203、MgO、CaO等無機(jī)氧化物成分和未燃盡炭對(duì) HgO具有催化氧化作用以及吸附作用，在一定濃度的HBr溶液（1%~5%)的改性作用下，可以 進(jìn)一步提高飛灰對(duì)汞的吸附效率及吸附容量；鐵氧化物可以催化單質(zhì)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞，從 而促進(jìn)汞的脫除；鐵含量較高時(shí)鐵的氧化物對(duì)砷的脫除也起到促進(jìn)作用，生成砷酸鐵，鈣含 量較高時(shí)砷主要以砷酸鈣的形式脫除。反應(yīng)機(jī)理如下，其中M xOy代表各種無機(jī)氧化物：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷裝置，包括經(jīng)煙氣管道依次連接的省煤器（1)、 選擇性催化還原脫硝裝置（24)、空氣預(yù)熱器（25)、流化床反應(yīng)器（14)、袋式除塵器（16)、脫 硫塔（22)以及煙囪（23)，其特征在于：所述省煤器（1)和流化床反應(yīng)器（14)之間并列設(shè)置 有分流煙氣管道和主煙氣管道兩路管道，所述主煙氣管道連通至流化床反應(yīng)器（14)的底部 端口，選擇性催化還原脫硝裝置（24)和空氣預(yù)熱器（25)順應(yīng)煙氣流動(dòng)方向依次設(shè)置在主 煙氣管道中；所述分流煙氣管道中自省煤器至流化床反應(yīng)器依次設(shè)置有溴化氫溶液添加支 路和吸附劑添加支路，分流煙氣管道的末端經(jīng)煙氣噴嘴（15)與流化床反應(yīng)器的下部連通， 煙氣噴嘴（15)位于流化床反應(yīng)器底部端口的上方；所述袋式除塵器（16)的下方設(shè)置有進(jìn) 料口與袋式除塵器連通、回收料口與流化床反應(yīng)器連通的吸附劑回收機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷裝置，其特征在于：所述溴化 氫溶液添加支路包括溴化氫儲(chǔ)液罐（2)和第一霧化噴嘴（4)，所述第一霧化噴嘴（4)設(shè)置在 分流煙氣管道中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷裝置，其特征在于：所述吸附 劑添加支路包括盛裝有飛灰和生石灰的儲(chǔ)料倉(cāng)（8)以及碾磨攪拌機(jī)（10)，所述碾磨攪拌機(jī) (10)設(shè)置在分流煙氣管道中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷裝置，其特征在于：所述吸附 劑回收機(jī)構(gòu)包括瀑流式選粉機(jī)（19)、與瀑流式選粉機(jī)連通的風(fēng)機(jī)（17)以及用于回收汞和 砷的灰斗（20);所述瀑流式選粉機(jī)（19)的進(jìn)料口經(jīng)輸料管道與袋式除塵器（16)的底部端 口連通，瀑流式選粉機(jī)（19)的出料口經(jīng)出料管道與灰斗（20)連通，瀑流式選粉機(jī)（19)的回 收料口經(jīng)返料管道（18)與流化床反應(yīng)器的進(jìn)氣端連通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷裝置，其特征在于：所述流化 床反應(yīng)器（14)的中部還連通有霧化水添加支路，霧化水添加支路包括水箱（11)和第二霧 化噴嘴（13)，所述第二霧化噴嘴（13)設(shè)置在流化床反應(yīng)器（14)的中部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷裝置，其特征在于：所述碾磨 攪拌機(jī)（10)的電源端連接有風(fēng)力儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，所述風(fēng)力儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)包括垂直軸風(fēng)力機(jī)（6)和儲(chǔ) 能裝置（7)，垂直軸風(fēng)力機(jī)（6)的輸出端連接儲(chǔ)能裝置（7)的輸入端，儲(chǔ)能裝置的輸出端連 接碾磨攪拌機(jī)（10)的電源端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷裝置，其特征在于：所述溴化 氫溶液添加支路設(shè)置有第一閥門（3)，位于溴化氫溶液添加支路的分流煙氣管道前端設(shè)置 有第二閥門（5)，吸附劑添加支路上設(shè)置有第三閥門（9)，霧化水添加支路上設(shè)置有第四閥 門（12)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷裝置，其特征在于：所述袋式 除塵器（16)與脫硫塔（22)之間的煙氣管道上設(shè)置有重金屬在線監(jiān)測(cè)儀（21)，重金屬在線 監(jiān)測(cè)儀（21)經(jīng)數(shù)據(jù)線與裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)連接，自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸出端口分別與第一閥 門（3)、第二閥門（5)、第三閥門（9)以及第四閥門（12)的受控端連接。
9. 一種使用如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷裝置的脫除方法，其 特征在于，按以下步驟進(jìn)行： A.將鍋爐煙氣分兩路輸出，一路經(jīng)主煙氣管道直接送入流化床反應(yīng)器的底部端口， 另一路經(jīng)分流煙氣管道送入流化床反應(yīng)器的下部；所述分流煙氣與主煙氣的體積比為1 : 600-1800； B. 向分流煙氣中添加HBr溶液，對(duì)分流煙氣中的飛灰進(jìn)行改性；而后由分流煙氣攜帶 的改性后的飛灰與碾磨攪拌機(jī)中的生石灰在機(jī)械力的作用下混合進(jìn)行進(jìn)一步改性，得到反 應(yīng)所需吸附劑；所述改性后的吸附劑包含以下質(zhì)量份數(shù)的組分：飛灰5~10份；生石灰1~3 份：HBr溶液3~5份； C. 向流化床反應(yīng)器中噴灑霧化水； D. 帶吸附劑的分流煙氣、主煙氣和霧化水在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行混合反應(yīng)，通過吸附 劑脫除煙氣中的汞、砷元素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷的脫除方法，其特征在于：所 述吸附劑為以下質(zhì)量比的組分： 飛灰：生石灰溶液=6 :2 :3 ;所述HBr溶液的質(zhì)量濃度為1%~5%。
【專利摘要】一種煙氣循環(huán)流化床聯(lián)合脫汞脫砷裝置及其脫除方法，所述裝置包括經(jīng)煙氣管道依次連接的省煤器、選擇性催化還原脫硝裝置、空氣預(yù)熱器、流化床反應(yīng)器、袋式除塵器、脫硫塔以及煙囪，所述省煤器和流化床反應(yīng)器之間并列設(shè)置有分流煙氣管道和主煙氣管道，主煙氣管道連通至流化床反應(yīng)器的底部端口；分流煙氣管道上自省煤器至流化床反應(yīng)器依次設(shè)置有溴化氫溶液添加支路和吸附劑添加支路，分流煙氣管道的末端經(jīng)煙氣噴嘴與流化床反應(yīng)器的下部連通，煙氣噴嘴位于流化床反應(yīng)器底部端口的上方；所述袋式除塵器的下方設(shè)置有吸附劑回收機(jī)構(gòu)。本發(fā)明不產(chǎn)生二次污染，汞和砷的脫除效率高，能夠有效防止燃煤煙氣中產(chǎn)生的汞和砷對(duì)大氣環(huán)境的污染。
【IPC分類】B01D53-83, B01D53-64, B01D53-12, B01D53-46
【公開號(hào)】CN104759204
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510171475
【發(fā)明人】高鵬, 楊勇平, 張鍇, 高建強(qiáng), 陳鴻偉, 趙丹陽(yáng), 閆順林, 王寧玲, 高彬彬
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日