同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及循环流化床锅炉的配套系统，具体为一种应用于循环流化床锅炉烟气 处理中同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 在循环流化床锅炉的使用过程中，燃料煤粉和用于脱硫的石灰石粉混合后进入煤 仓，通过刮板给煤机进入炉膛，燃烧后的烟气通过旋风分离器后进入烟道，然后经过空气预 热器利用废气的一部分余热，进入尾部烟道，在引风机的作用下最后进入烟囡排入大气中。 虽然烟气中的硫元素基本被完全脱除，但是烟气中汞元素却随废气排入大气中，造成了环 境污染，所以，有必要进一步脱除废气中的汞，进而研宄出一套专用于电厂锅炉中的脱汞系 统。
【发明内容】
[0003] 本发明为了解决目前循环流化床锅炉烟气中汞含量超标的问题，提供了一种同步 实现在线监测烟气汞含量及脱汞的方法。
[0004] 本发明是采用如下技术方案实现的： 一种同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的方法，包括如下步骤： (1)、建立脱汞系统 脱汞系统包括炉前脱汞组件和炉后脱汞组件； 所述炉前脱汞组件包括溴化钙粉仓，所述溴化钙粉仓通过第一管路连接缓冲仓，所述 第一管路上依次连接手动插板门、由DCS系统控制的电动闸板门和连接压缩空气反吹扫管 路的第一三通阀；所述缓冲仓通过第二管路连接给料机，所述第二管路上依次安装有手动 阀和连接压缩空气反吹扫管路的第二三通阀；所述给料机通过提升机将物料输送至给煤皮 带上与煤粉混合进入煤仓。
[0005] 所述炉后脱汞组件包括喷雾增湿装置和布袋除尘器，所述喷雾增湿装置包括高压 水泵，所述高压水泵通过管路和电动调节阀连接有安装在空气预热器后的尾部烟道中的带 有雾化喷嘴的喷枪；所述布袋除尘器的进口连接尾部烟道、其出口通过引风机和管路连接 烟囱。
[0006] 脱汞系统中汞的协同脱除过程： 汞的脱除原理：尽可能将烟气中更多的Hg°氧化成Hg 2+，通过增湿喷雾装置使Hg2+浸入 到飞灰孔径中转化成颗粒态汞从而被布袋除尘器捕集。
[0007] 协同脱汞工艺包括两部分：炉前脱汞工艺和炉后脱汞工艺。
[0008] 炉前脱汞工艺如下： 氧化Hf的机理如下：
【主权项】
1. 一种同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统，包括在线监测部分和脱汞部分， 其特征在于： 所述脱汞部分包括炉前脱汞组件和炉后脱汞组件； 所述炉前脱汞组件包括溴化钙粉仓（101 )，所述溴化钙粉仓（101)通过第一管路（102) 连接缓冲仓（106)，所述缓冲仓（106)通过第二管路（107)连接给料机（110)，所述给料机 (110)通过提升机（111)将物料输送至给煤皮带上与煤粉混合进入煤仓（301); 所述炉后脱汞组件包括喷雾增湿装置和布袋除尘器（115)，所述喷雾增湿装置包括高 压水泵（112)，所述高压水泵（112)通过管路和电动调节阀（114)连接有安装在空气预热器 (306)后的尾部烟道（305)中的带有雾化喷嘴的喷枪（113);所述布袋除尘器（115)的进口 连接尾部烟道（305 )、其出口通过引风机（308 )和管路连接烟囱（307 ); 所述在线监测部分包括第一套汞的在线监测组件，所述第一套汞的在线监测组件包括 安装于烟囱（307)上的采样单元，运输单元，还原单元，分析单元和数据处理单元五部分。
2. 根据权利要求1所述的同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统，其特征在于： 所述在线监测部分还包括第二套汞的在线监测组件，所述第二套汞的在线监测组件包括安 装于空气预热器（306)之后、喷枪（113)之前的采样单元，运输单元，还原单元，分析单元和 数据处理单元五部分。
3. 根据权利要求1或2所述的同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统，其特征在 于：所述采用单元采用装有飞灰颗粒物过滤装置的热稀释探头（201);所述运输单元采用外 部安装有伴热线（203)的运输管线（202);所述还原单元采用热催化还原装置（204);所述 分析单元采用的汞分析仪（205);所述数据处理单元采用DCS系统（206)。
4. 根据权利要求3所述的同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统，其特征在于： 所述热稀释探头（201)连接压缩空气反吹扫管路。
5. 根据权利要求1或2所述的同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统，其特征在 于：所述第一管路（102)上依次连接手动插板门（103)和电动闸板门（104)，所述电动闸板 门（104)由DCS系统（206)控制； 所述第一管路（102)上还安装有连接压缩空气反吹扫管路的第一三通阀（105);所述第 二管路（107)上安装有连接压缩空气反吹扫管路的第二三通阀（108)。
6. 根据权利要求5所述的同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统，其特征在于： 所述给料机（110 )由感应电动机带动的变速箱驱动，所述感应电动机由DCS系统（206 )控制 变频器为其供电。
7. 根据权利要求6所述的同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统，其特征在于： 所述溴化钙粉仓（101)和缓冲仓（106)分别配有连续料位计，所述连续料位计输出信号到 DCS 系统（206)。
8. 根据权利要求7所述的同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统，其特征在于： 烟气经过喷雾增湿装置后，分成4股烟气分别进入4个除尘室，每个除尘室布置有27个布 袋除尘器（115)。
9. 一种同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的方法，其特征在于：包括如下步骤： (1 )、建立脱汞系统，所述脱汞系统包括炉前脱汞组件和炉后脱汞组件； 炉前脱汞组件如下： 所述炉前脱汞组件包括溴化钙粉仓（101 )，所述溴化钙粉仓（101)通过第一管路（102) 连接缓冲仓（106)，所述第一管路（102)上依次连接手动插板门（103)、由DCS系统（206)控 制的电动闸板门（104)和连接压缩空气反吹扫管路的第一三通阀（105);所述缓冲仓（106) 通过第二管路（107)连接给料机（110)，所述第二管路（107)上依次安装有手动阀（109)和 连接压缩空气反吹扫管路的第二三通阀（108);所述给料机（110)由感应电动机带动的变速 箱驱动，所述感应电动机由DCS系统（206 )控制变频器为其供电；所述溴化钙粉仓（101)和 缓冲仓（106)分别配有连续料位计，所述连续料位计输出信号到DCS系统（206); 所述给料机（110 )通过提升机（111)将物料输送至给煤皮带上，同时，石灰石粉输送系 统采用提升机均匀连续落入输煤皮带上，和煤粉混合后进入煤仓，再由刮板给煤机将混合 后的燃料送入炉膛的返料腿，在返料腿进行二次混合，随着高温返料一起进入炉膛，燃烧后 将烟气中的Hg°氧化成Hg 2+; 炉后脱汞组件如下： 所述炉后脱汞组件包括喷雾增湿装置和布袋除尘器（115)，所述喷雾增湿装置包括高 压水泵（112)，所述高压水泵（112)通过管路和电动调节阀（114)连接有安装在空气预热器 (306)后的尾部烟道（305)中的带有雾化喷嘴的喷枪（113);所述布袋除尘器（115)的进口 连接尾部烟道（305 )、其出口通过引风机（308 )和管路连接烟囱（307 ); 除盐水由高压水泵（112)打入管路，对管路分成四大组，每大组再分出8支喷枪（113)， 共计32支喷枪（113)间隔分层布置；经过空气预热器（306)后的烟气进入水平烟道内， 喷枪（113)将除盐水雾化后的水滴均匀喷于整个水平烟道内，喷入的水将颗粒状态的 或/py容解，使其一同浸入到飞灰发达的孔隙中，发生吸附或吸收，Mr:或满 化为颗粒态汞，烟气经过喷雾增湿装置后，分成4股烟气分别进入4个除尘室，每个除尘室 布置有27个布袋除尘器（115)，用来捕捉吸附在飞灰上的颗粒态Hg(JJ); (2)、建立两套汞的在线监测系统 一套汞的在线监测系统安装在空气预热器（306)之后、喷枪（113)之前，用来提前监测 炉后脱汞前的汞含量；另一套汞的在线监测系统安装在烟囱（307)尾部，用来监测烟气经 过控制脱除之后排入大气中的汞含量； 所述汞的在线监测系统包括采样单元、运输单元、还原单元、分析单元和数据处理单元 五部分； 所述采用单元采用装有飞灰颗粒物过滤装置的热稀释探头（201)，所述热稀释探头 (201)连接压缩空气反吹扫管路，该反吹扫管路内的压缩空气由DCS系统定时控制； 所述运输单元采用外部安装有伴热线（203 )的运输管线（202 )，伴热线（203 )始终保证 在运输管线（202)上烟气温度为180°C以上，防止烟气中的汞在管线上凝结； 所述还原单元采用热催化还原装置（204)，烟气被加热到760°C以上，从而将烟气中 Hfh全部转化为Hg:; 所述分析单元采用的汞分析仪（205); 所述数据处理单元采用DCS系统（206);DCS的控制信号共有五路，包括：控制电动闸板 门、控制第一三通阀、控制第二三通阀、控制给料机、控制电动调节阀；DCS的反馈信号共有 五路，包括：溴化钙粉仓料位反馈、缓冲仓料位反馈、给料机转速反馈、空气预热器后烟气汞 含量反馈、烟囡尾部烟气汞含量反馈。
【专利摘要】本发明涉及电厂锅炉的配套系统，具体为一种同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统，包括烟气中汞含量的在线监测以及烟气汞脱除两部分。汞的在线监测系统包括采样单元，运输单元，还原单元，分析单元和数据处理单元五部分。所述脱汞部分包括炉前脱汞组件和炉后脱汞组件。尽可能将烟气中更多的Hg0氧化成Hg2+，通过喷雾装置使Hg2+浸入到飞灰孔径中转化成颗粒态汞，从而被布袋除尘器捕集。本发明设计合理，该系统有效除去电厂锅炉中烟气中携带的有害元素汞，减轻大气污染，取得了良好的社会效益。
【IPC分类】B01D53-75, G01N33-00, B01D50-00, B01D47-06, B01D46-02, B01D53-64
【公开号】CN104874269
【申请号】CN201510285900
【发明人】白建云, 王 琦, 张静, 印江
【申请人】山西大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月29日