一種基于秸稈灰的流化床脫汞方法技術

本發明專利技術涉及一種基于秸稈灰的流化床脫汞方法及裝置。所述的方法是采用生物質燃燒廢棄物秸稈灰作為脫汞吸附劑，在流化床反應器中吸附脫汞。在膜分離器中回收汞資源并再生吸附劑。所述的裝置主要設有燃燒器、煙氣冷卻器、砂芯布氣板、流化床反應器、膜分離器、電動刮灰板、砂芯分離板、風機和閥門等構件。來自燃燒器含汞的煙氣經過冷卻后由砂芯布氣板噴入流化床反應器，與事先添加在流化床反應器內的秸稈灰吸附劑發生流態化吸附反應。當一個流化床反應器需要再生時，煙氣將自動切換流入另外一個流化床反應器。兩個流化床反應器相互交叉使用和再生。該方法利用生物質燃燒廢棄物脫汞，可實現以廢治廢，且脫除過程無二次污染，是一種具有廣闊應用前景的煙氣脫汞方法及裝置。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及及裝置。所述的方法是采用生物質燃燒廢棄物秸稈灰作為脫汞吸附劑，在流化床反應器中吸附脫汞。在膜分離器中回收汞資源并再生吸附劑。所述的裝置主要設有燃燒器、煙氣冷卻器、砂芯布氣板、流化床反應器、膜分離器、電動刮灰板、砂芯分離板、風機和閥門等構件。來自燃燒器含汞的煙氣經過冷卻后由砂芯布氣板噴入流化床反應器，與事先添加在流化床反應器內的秸稈灰吸附劑發生流態化吸附反應。當一個流化床反應器需要再生時，煙氣將自動切換流入另外一個流化床反應器。兩個流化床反應器相互交叉使用和再生。該方法利用生物質燃燒廢棄物脫汞，可實現以廢治廢，且脫除過程無二次污染，是一種具有廣闊應用前景的煙氣脫汞方法及裝置。【專利說明】
本專利技術涉及燃燒煙氣污染物控制領域，具體涉及一種基于秸桿灰的流化床脫汞方法。
技術介紹
汞是一種劇毒性和在生物體內易于沉積的重金屬痕量元素，對人體健康和生態環境具有極大的危害。聯合國環境規劃署在發表的一份調查報告中指出，燃煤鍋爐是汞排放的最大人為污染源。我國是世界第一大煤炭消費國，能源結構中煤炭的比例高達75%，并且這種格局在今后相當長的一段時間內仍不會有大的改變。隨著燃煤污染物大氣環保標準的日益嚴格，預計在不久的將來，燃煤煙氣汞污染控制標準的出臺將是必然趨勢。因此，研宄和開發有效的燃煤煙氣汞污染控制方法是我國環保科技人員面臨的重要任務之一。 近年來，國內外學者在研宄脫汞新理論和新
做了大量卓有成效的工作。目前，在眾多脫汞方法中，吸附劑吸附和濕法洗滌被認為是燃煤煙氣脫汞領域的兩個最有發展潛力的主流脫汞技術。 濕法洗滌脫汞技術中研宄最多的是應用現有的濕法煙氣脫硫系統聯合洗滌脫汞。該技術可以實現較高的Hg2+(g)脫除率，但是對難溶的HgO (g)沒有明顯的脫除效果，部分氧化態汞還可能被還原為單質汞。不少學者嘗試用一些氧化技術在脫硫塔前將煙氣中的HgO (g)先氧化為Hg2+(g)，然后再用濕法煙氣脫硫系統洗滌脫除Hg2+(g)。目前研宄較多的選擇性催化還原(SCR)催化氧化脫汞可實現部分HgO (g)轉化為Hg2+(g)，但脫汞效果受到燃煤組分、催化劑類型、燃燒方式以及燃燒器結構的明顯影響，相關催化氧化機理仍不十分清楚。其它氧化技術，例如等離子體氧化、光催化氧化和臭氧氧化等尚處于實驗室探索階段。利用高錳酸鉀、過硫酸鉀和亞氯酸鈉等傳統氧化劑在吸收塔中氧化吸收HgO (g)也取得了良好效果，但也存在吸收劑昂貴或產物成分復雜難處理等不足，相關技術還有待于進一步完善。 吸附法主要是通過活性炭或者其它吸附劑吸附煙氣中的Hg2+(g)和HgO(g)，先將其轉化為顆粒汞，然后利用現有的除塵設備將其捕獲而達到脫汞目的。目前研宄較多且技術最成熟的活性炭吸附法具有較高的脫汞效率，但應用成本極高，企業難以承受。其它吸附劑，例如貴金屬、金屬氧化物、飛灰、活性焦、鈣基材料、分子篩以及天然礦物材料等雖然具有潛在的發展前景，但由于在應用成本，脫汞效率，吸附劑穩定性以及吸附機理研宄等方面的欠缺與不足，目前還無法獲得大規模工業應用。綜上所述，目前還沒有一種適合于大規模商業化的燃煤煙氣脫汞技術。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種基于秸桿灰的流化床脫汞方法。 所述的方法是采用生物質燃燒廢棄物秸桿灰作為脫汞吸附劑，在流化床反應器中吸附脫汞；在膜分離器中回收汞資源并再生吸附劑。 本專利技術的脫除過程原理: 如圖1、圖2和圖4、圖5所示，以水稻秸桿制取的秸桿灰吸附劑為代表，采用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線熒光光譜(XRF)和氮吸附法分別測定了吸附劑的表面形貌特征、主要成分及含量以及吸附劑的比表面積和孔徑分布等關鍵物理和化學參數，并初步考察了吸附劑的吸附性能。結果表明，水稻秸桿制取的秸桿灰吸附劑主要成分是K2C03、CaCO 3, S12, MgO和Al 203等堿金屬鹽和金屬氧化物。這些成分都是良好的汞的吸附材料。因此，采用秸桿灰吸附劑在技術方法和原理上具有可行性。 為實現以上目的，根據上述原理，本專利技術采用的技術方案如下: 所述方法采用生物質燃燒廢棄物秸桿灰作為脫汞吸附劑，在流化床反應器中吸附脫汞，在膜分離器中回收汞資源并再生吸附劑。 在流化床反應器內添加秸桿灰吸附劑，來自燃燒器含汞的煙氣經過煙氣冷卻器調溫冷卻后經由砂芯布氣板噴入流化床反應器，與事先添加在流化床反應器內的秸桿灰吸附劑發生流態化吸附反應。 所述燃燒器設有兩個煙氣出口，雙流化床反應器是由兩個相同的流化床反應器構成，上述兩個流化床反應器分別與兩個煙氣出口連接，兩個煙氣出口上均設有用于切換煙氣的流動方向的閥門V2，主煙道上設有風機為煙氣流動提供動力。當一個流化床反應器需要再生時，煙氣將自動切換流入另外一個流化床反應器；兩個流化床反應器相互交叉使用和再生，從而可實現整個吸附脫除過程連續進行。 流化床反應器底部設有砂芯布氣板，主要用于分布煙氣，砂芯布氣板的平均孔徑要求小于50微米，以實現均勻布氣。 頂部設有砂芯分離板，主要用于實現吸附劑和煙氣的分離，砂芯分離板的平均孔徑要求小于30微米，以防止吸附劑隨煙氣逃逸。砂芯分離板下部設有電動刮灰器，由一字毛刷和驅動軸構成，可由電動機驅旋轉動，主要用于刮除砂芯分離板下部積累的吸附劑，防止堵塞。 來自燃燒器的煙氣溫度應當由煙氣冷卻器降溫到40°C _100°C，以保證最佳的吸附溫度。來自燃燒器煙氣中汞的入口濃度不大于500 μ g/m3，以保證脫汞效率。 由吸附劑捕獲的汞由分離器解析后回收利用。所述的分離器是一種膜式氣體分離器，膜材料由聚酸胺類、聚酸亞胺類、聚砜類、聚乙烯酸類、丙烯類衍生物聚合物及纖維素類等材料中的一種或多種復合制成。 采用的秸桿灰吸附劑是由鍋爐、農村土灶或露天燃燒的植物秸桿或殼制取的灰；植物稻桿或殼包括水稻、小麥、玉米、棉花、樹木的稻桿或殼中的一種或多種的混合體。 本專利技術的優點及顯著效果 采用本專利技術一種基于秸桿灰的流化床脫汞方法，所述的方法是采用生物質燃燒廢棄物秸桿灰作為脫汞吸附劑，在雙流化床反應器中吸附脫汞(流化床反應器具有很高的傳質效率)。該方法利用生物質燃燒廢棄物脫汞，可實現以廢治廢，且具有應用成本低和脫除過程無二次污染等優點，是一種具有廣闊應用前景的煙氣脫汞方法及裝置。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1秸桿灰吸附劑的掃描電鏡(SEM)圖。 圖2秸桿灰吸附劑的X射線衍射儀(XRD)圖。 圖3是本專利技術系統及裝置的工藝流程圖。 圖4秸桿灰吸附劑采用X射線熒光光譜(XRF)測試的成分和含量的分析結果。 圖5秸桿灰吸附劑采用的氮吸附法測試的比表面積和孔徑結果。 【具體實施方式】 下面結合附圖，對本專利技術的【具體實施方式】作進一步的說明。 來自燃燒器含汞的煙氣經過冷卻后由砂芯布氣板7噴入流化床反應器3，與事先添加在流化床反應器3內的秸桿灰吸附劑發生流態化吸附反應。 秸桿灰吸附劑由流化床反應器出入口 a添加和排出，來自燃燒器含汞的煙氣經過煙氣冷卻器2冷卻后經由流化床反應器入口 b由砂芯布氣板7噴入流化床反應器3，與事先添加在流化床反應器3內的秸桿灰吸附劑發生流態化吸附反應。 吸附飽和后的秸桿灰吸附劑本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于秸稈灰的流化床脫汞方法，其特征在于，所述方法采用生物質燃燒廢棄物秸稈灰作為脫汞吸附劑，在流化床反應器中吸附脫汞，在膜分離器中回收汞資源并再生吸附劑；來自燃燒器含汞的煙氣經過冷卻后由砂芯布氣板噴入流化床反應器，與事先添加在流化床反應器內的秸稈灰吸附劑發生流態化吸附反應；當一個流化床反應器需要再生時，煙氣將自動切換流入另外一個流化床反應器；兩個流化床反應器相互交叉使用和再生。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉楊先，王燕，潘劍鋒，張永春，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32