本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种基于湿法烟气脱硫燃煤锅炉的低成本汞污染控制系统及方法。
背景技术：
汞是一种可以全球范围迁移的具有毒性的化学物质，迁移过程转化的甲基汞毒性更强，对人体具有致癌、致畸、致突变效应。汞的排放分为人为源和自然源，世界上大部分国家都在积极推进人为源汞减排计划，其中，燃煤电厂、燃煤工业锅炉等五个行业，是国际汞公约针对大气汞排放控制的主要管控源。2013年，全球各国在日本正式签署了《关于汞的水俣公约》，这标志着全球汞污染防治进入到了一个新的阶段，我国在2016年4月28日批准的《关于汞的水俣公约》将自2017年8月16日起对我国正式生效，燃煤锅炉汞排放问题正在得到越来越多的关注。
我国为了保护环境和可持续发展，燃煤锅炉一般都配套脱硫、脱硝和除尘环保设施，污染物二氧化硫、氮氧化物、烟尘和汞等重金属有严格的排放限值要求。火电厂污染物排放标准(gb13223‐2011)明确要求汞及其化合物浓度限值30μg/nm3，美国和德国等发达国家的标准要求更加严格。可以预见，燃煤锅炉的汞排放问题正在得到越来越多的关注，汞及其化合物排放浓度限值很有可能进一步降低。
燃煤锅炉配置的烟气湿法脱硫环保装置，该技术具有钙硫比低、可靠性强、效率高、副产物可利用等优点，如采用石灰石做脱硫剂时，ca/s＝1.05左右时，脱硫效率可达90％以上。世界各国都将烟气湿法脱硫技术作为主流脱硫技术，日本占98％，美国占92％，德国占90％，我国占91％，全世界平均约占85％。尽管如此，烟气湿法脱硫也有自己的不足之处，在烟气脱硫过程中不断产生大量的废水。脱硫废水经过废水处理站可将大部分污染物脱除，但脱硫废水含有的氯、溴等卤素难以脱除。一般的烟气湿法脱硫废水中卤素含量高达15000mg/l左右,深度处理费用昂贵。
燃煤锅炉燃烧产生的汞污染物一般认为有三种形态，颗粒汞、二价汞和单质汞，其中颗粒汞和二价汞可在除尘设备和湿法脱硫装置被协同脱除，而单质汞被排入大气。因此，加强单质汞的控制脱除是减少汞污染物的主要研究方向。目前，单质汞污染物控制技术主要有两种。一种是吸附脱汞技术：在除尘设备前的烟气中喷射吸附剂，吸附上汞的吸附剂随烟尘被除尘设备捕集下来。吸附剂一般采用价格昂贵的活性炭或改性活性炭等物质，吸附剂的成本是限制该项技术发展的主要因素。另一种是氧化脱汞技术:在燃烧区域或高温烟气区域添加卤素等氧化剂，使得单质汞被氧化为二价汞，而二价汞在除尘设备和湿法脱硫装置中得到脱除。卤素一般采用氯盐或溴盐，以固体或液体的形式加入炉膛或尾部烟道。外加卤素氧化剂大幅增加了脱汞系统的运行成本，对于燃用低氯煤的锅炉脱汞增加的成本更甚。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种燃煤锅炉的低成本汞污染控制系统及方法，具有脱汞效率高、资源化利用脱硫废水、成本低、适用范围广、设备简单的特点。
本发明解决上述技术问题主要通过下述技术方案得到解决：
一种燃煤锅炉的低成本汞污染控制系统，包括在燃煤锅炉1的烟气湿法脱硫装置5的脱硫废水处理站7出口增设的氧化剂添加装置8，与氧化剂添加装置8连接的燃烧区域输送系统10和高温烟气区域输送系统9，所述的燃烧区域输送系统10连接燃煤锅炉1的入炉煤系统和助燃空气系统，所述的高温烟气区域输送系统9连接燃煤锅炉1的省煤器前后或尾部烟道高温区域，所述的燃烧区域输送系统10和高温烟气区域输送系统9能够将氧化剂添加装置8的高卤素氧化剂输入燃煤锅炉1的烟气中，将烟气中的单质汞强制氧化为二价汞，部分二价汞转化为颗粒汞在除尘器4中被捕集，其它二价汞在烟气湿法脱硫装置5中被脱除。
所述氧化剂添加装置8连接脱硫废水处理站7的出水，储存氧化剂脱硫废水。
当脱硫废水卤素含量低时投入运行，为保证氧化剂添加装置8内的卤素浓度，所述氧化剂添加装置8设有外加氧化剂系统，；当脱硫废水处理站7出水的卤素含量足够时，则不设外加氧化剂系统。
所述燃烧区域输送系统10设有计量装置，通过入炉煤或助燃空气，将卤素氧化剂按比例输入燃煤锅炉1的炉膛，提高燃煤锅炉1中烟气的氧化性，将单质汞氧化为二价汞，二价汞在除尘器4和烟气湿法脱硫装置5被协同脱除。
所述高温烟气区域输送系统9设有计量装置，将卤素氧化剂按比例输入燃煤锅炉1的省煤器前后或尾部烟道高温区域，提高燃煤锅炉1烟气的氧化性，将单质汞氧化为二价汞，二价汞在除尘器4和烟气湿法脱硫装置5被协同脱除。
所述燃烧区域输送系统10和高温烟气区域输送系统9通过燃煤锅炉1集控系统远程控制，具有手工及自动控制两种模式，能够稳定控制卤素氧化剂的加入量。
所述的一种燃煤锅炉的低成本汞污染控制系统的控制方法，燃煤锅炉1燃烧产生的烟气中含有单质汞，利用氧化剂添加装置8中高卤素废水作为氧化剂，通过燃烧区域输送系统10或高温烟气区域输送系统9输入燃煤锅炉1，提高了烟气的氧化性，将烟气中的单质汞强制氧化为二价汞，二价汞在除尘器4和烟气湿法脱硫装置5被协同脱除，克服了单质汞难以被燃煤锅炉1环保设备协同控制的问题，减少燃煤锅炉1的烟囱6排入大气的汞量，降低燃煤锅炉汞污染。
和现有技术相比较，本发明具有如下优点：
1.利用脱硫废水作为氧化剂，强制氧化单质汞，大幅节省了脱汞氧化剂费用，降低汞污染控制的运行成本。2.利用脱硫废水作为氧化剂，资源化利用脱硫废水，解决了高卤素废水难以处理的问题。3.脱硫废水作为氧化剂，大幅减少脱硫废水量，节省了脱硫废水的深度处理费用，实现了脱硫废水的零排放。4.利用锅炉系统自身废水作为氧化剂，强制氧化单质汞的原理，具有设备简单、操作简便的优点。5.将脱硫废水用作煤场喷洒除尘水，使高卤素均匀加入煤中，具有节省水资源的优点。
附图说明
图1是本发明系统的示意图。
图中：
1‐‐燃煤锅炉2‐‐省煤器3‐‐空预器
4‐‐除尘器5‐‐烟气湿法脱硫装置6‐‐烟囱
7‐‐脱硫废水处理站8‐‐氧化剂添加装置
9‐‐高温烟气区域输送系统10‐‐燃烧区域输送系统
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细叙述
实施例一：
如图1所示，本实施例在燃煤锅炉1的烟气湿法脱硫装置5的脱硫废水处理站7出口，增设了氧化剂添加装置8，燃煤锅炉1入炉煤卤素含量过低或烟囱6外排烟气中单质汞过高时，燃烧区域输送系统10启动，将氧化剂添加装置8中高卤素脱硫废水，通过入炉煤或助燃空气输入燃煤锅炉1的炉膛，卤素将烟气中单质汞强制氧化为二价汞，一部分二价汞转化为颗粒汞在除尘器4被捕集下来，其他二价汞在湿法脱硫装置5得到协同脱除，减少了燃煤锅炉1的汞排放。
实施例二：
如图1所示，本实施例在燃煤锅炉1的烟气湿法脱硫装置5的脱硫废水处理站7出口，增设了氧化剂添加装置8，燃煤锅炉1入炉煤卤素含量过低或烟囱6外排烟气中单质汞过高时，高温烟气区域输送系统9启动，将氧化剂添加装置8中高卤素脱硫废水，输入省煤器2前后或其它尾部烟道高温区域，卤素将烟气中单质汞强制氧化为二价汞，二价汞在除尘器4和湿法脱硫装置5得到协同脱除，减少了燃煤锅炉1的汞排放。
实施例三：
如图1所示，本实施例在燃煤锅炉1的烟气湿法脱硫装置5的脱硫废水处理站7出口，增设了氧化剂添加装置8，当脱硫废水卤素含量过低时，氧化剂添加装置8设有外加氧化剂系统启动，保证氧化剂添加装置8中的卤素含量，启动燃烧区域输送系统10或高温烟气区域输送系统9，将氧化剂添加装置8中高卤素溶液输入燃煤锅炉1系统，进入烟气的卤素将单质汞氧化为二价汞，而二价汞在除尘器4和湿法脱硫装置5得到协同脱除，减少了燃煤锅炉1的汞排放。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神做举例说明。本发明所属技术领域的技术人员，可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多的使用了氧化剂添加装置8、高温烟气区域输送系统9、燃烧区域输送系统10等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了方便的描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的内容，以便于更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。