专利名称：一种湿法烟气脱硫浆液中汞再释放特性实验的系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种汞再释放特性实验的系统，尤其是涉及一种湿法烟气脱硫浆液中汞再释放特性实验的系统。本发明还涉及采用所述的系统进行湿法烟气脱硫浆液中汞再释放特性的实验方法。
背景技术：
汞是一种剧毒性物质，由于其容易在生物体内积聚，很难被捕获，且在大气中停留时间长，因此已经受到世界各国研究学者的高度重视。汞以不同的形态和浓度存在于煤中，在化石燃料中汞主要以硫化物和有机物的形态存在，煤中的汞浓度在0.02-lmg/kg范围之内。全球汞污染主要来自人为和自然排放2个方面，其中4/5是由于人为因素引起的。目前所研究的脱汞的方法主要集中在2个方面:吸附剂喷射技术以及利用现有的空气污染控制装置为基础的同时脱汞方法。吸附剂喷射技术虽具有较高的脱汞效率，但其成本很高，吸附剂后续处理难，若处理不当易造成二次污染。利用现有污染控制装置脱汞的方法在这一方面具有相对大的优势。在中国，由于烟气脱硫脱硝技术起步较晚，很多电厂都只有湿法烟气脱硫装置，没有为脱汞装置预留空间。同时，中国的燃煤电厂中，采用石灰石石膏湿法烟气脱硫的机组占到90%左右，因此，在现有的湿法烟气脱硫装置中实现同时脱汞具有重要的实用价值和理论意义。燃煤烟气中气态汞主要以2种形态存在:元素汞(Hg°)和氧化态汞(Hg2+)。不同形态汞具有不同的物理和化学性质。Hg2+易溶于水，故Hg2+可用湿式烟气脱硫装置(WFGD)脱除。而Hgtl在空气污染物控制设 备操作温度和高压下具有较高的饱和蒸汽压力，极易挥发且难溶于水，因而湿法烟气脱硫(flue-gas desulphurization, FGD)系统很难捕获Hg°,Hg0几乎全部排放到大气中。此外，烟气中的Hg2+被WFGD浆液吸收后，由于浆液中的S(IV)和金属离子(如铁、锰、镍、钴、锡等)对Hg2+的还原作用，最初已经被WFGD脱硫浆液捕捉的Hg2+又以Hg°的形态排出，进而导致在FGD出口 Hg°浓度升高，这就是汞的再释放，从而导致WFGD系统脱汞效
率进一步降低。主要反应为:
权利要求
1.一种湿法烟气脱硫浆液中汞再释放特性实验的系统，其特征是:包括分别有输出管道连通至混合气箱(I)的SO2气体钢瓶(11)、CO2气体钢瓶(12 )、N2气体钢瓶(13 )和O2气体钢瓶(14)，混合气箱(I)的输出经模拟烟气至反应器管道(2)至反应器(3)，所述的反应器(3)放置在恒温水浴(9)中、并设有取样管(7)及pH计(10)连通内外，一浆液循环泵(8)，其吸入口连通至反应器(3)内底部、排放的喷头(6)设置在反应器(3)内顶部，反应器(3)从顶部输出经尾气吸收管道(4)至尾气吸收瓶(5)。
2.根据权利要求1所述的湿法烟气脱硫浆液中汞再释放特性实验的系统，其特征是:所述的SO2气体钢瓶(11)、CO2气体钢瓶(12)、N2气体钢瓶(13)和O2气体钢瓶(14)的输出管道上各设有气体钢瓶阀门(15)和转子流量计(16)。
3.用如权利要求1或2所述的系统进行湿法烟气脱硫浆液中汞再释放特性实验的方法，包括以下几种特性实验:1、烟气SO2浓度的影响；2、锅炉负荷变化的影响；3、脱硫浆液温度的影响；4、浆液pH值的影响； 其中1、烟气SO2浓度影响的特性实验包括以下步骤: SI打开各气体钢瓶阀门13，通过调节各阀门控制各气体流量，选取四个SO2浓度值，分别为 500mg/Nm3，1000mg/Nm3, 2000mg/Nm3, 3000mg/Nm3,各 SO2 浓度下对应的烟气成分如下: 项目单位浓度I 浓度2 浓度3 浓度3 SO2 Vol，% 0.0175 0.035 0.07 0.105 N2 Vol , % 80.2 8 0.2 80.2 80.2 Cu Yol，% 13.44 13.265 13.23 13.195O2 Vol , % 6.5 6.56 5 b 5 ； S02 浓度值 500mg/Nm3=0.0175Vol, %，依次类推； S2反应器内装质量浓度为25%的石灰石浆液，浆液初始Hg2+浓度为20ug/L，浆液pH值=5.5,由pH计10显示； S3浆液由浆液循环泵8循环并经过喷头6呈雾状喷入反应器内，浆液温度由恒温水浴9控制在50 0C ； S4模拟烟气经反应器反应后由尾气吸收管道4引至尾气吸收瓶4，吸收瓶内装有NaOH溶液； S5整个实验钙硫比Ca/S=l.02，反应时间根据Ca/S控制，反应完毕后，由取样管7取样分析浆液汞浓度，从而得到汞再释放量的大小； 其中2、锅炉负荷变化影响的特性实验包括以 下步骤: SI打开各气体钢瓶阀门13，通过调节各阀门控制各气体流量，选取SO2浓度值，为1000mg/Nm3，该SO2浓度下对应的烟气成分如下:项目单位浓度2SO￥ol , %0.035N2￥ol，%80.2CO,Yol , %13.265‘02 ￥ol，% 6. 5 ；模拟烟气量分别为 0. 5m3/min, 1. 0m3/min, 1. 5m3/min,2. 0m3/min ；S2反应器内装质量浓度为25%的石灰石浆液，浆液初始Hg2+浓度为20ug/L，浆液pH值 =5. 5,由pH计10显示；S3浆液由浆液循环泵8循环并经过喷头6呈雾状喷入反应器内，浆液温度由恒温水浴 9控制在50。。；S4模拟烟气经反应器反应后由尾气吸收管道4引至尾气吸收瓶4，吸收瓶内装有NaOH 溶液；S5整个实验钙硫比Ca/S=l. 02，反应时间根据Ca/S控制，反应完毕后，由取样管7取样 分析浆液汞浓度，从而得到汞再释放量的大小；其中3、脱硫浆液温度的影响的特性实验包括以下步骤S1打开各气体钢瓶阀门13，通过调节各阀门控制各气体流量，选取S02&度值为 1000mg/Nm3，该S02浓度下对应的烟气成分如下项H 单位 浓度2S02 Vol , % 0.035N2 Yol , % 80.2U) Vol，% 13.2650Z Vui，％ 6.5 ；S2反应器内装质量浓度为25%的石灰石浆液，浆液初始Hg2+浓度为20ug/L，浆液pH值 =5. 5,由pH计10显示；S3浆液由浆液循环泵8循环并经过喷头6呈雾状喷入反应器内，浆液温度由恒温水浴 9 控制分别为 45 °C，50 V，55 °C，60 V ；S4模拟烟气经反应器反应后由尾气吸收管道4引至尾气吸收瓶4，吸收瓶内装有NaOH 溶液；S5整个实验钙硫比Ca/S=l. 02，反应时间根据Ca/S控制，反应完毕后，由取样管7取样 分析浆液汞浓度，从而得到汞再释放量的大小；其中4、浆液pH值影响的特性实验包括以下步骤S1打开各气体钢瓶阀门13，通过调节各阀门控制各气体流量，选取S02&度值为 1000mg/Nm3，该S02浓度下对应的烟气成分如下项目单位浓度2 SO2Vol，%0.035N2Vol，%80.2 CO2Yol ,%13.265 O2 Vol，％ b iI ； S2反应器内装质量浓度为25%的石灰石浆液，浆液初始Hg2+浓度为20ug/L，浆液pH值分别控制在4.5，5.0，5.5，6.0，由pH计10显示； S3浆液由浆液循环泵8循环并经过喷头6呈雾状喷入反应器内，浆液温度由恒温水浴9控制为500C ； S4模拟烟气经反应器反应后由尾气吸收管道4引至尾气吸收瓶4，吸收瓶内装有NaOH溶液； S5整个实验钙硫比Ca/S=l.02，反应时间根据Ca/S控制，反应完毕后，由取样管7取样分析浆液汞浓度，从而得到汞再释放量的大小。
全文摘要
湿法烟气脱硫浆液中汞再释放特性实验的系统包括分别连通至混合气箱的SO2气体钢瓶、CO2气体钢瓶、N2气体钢瓶和O2气体钢瓶，混合气箱的输出经模拟烟气至反应器管道至反应器，所述的反应器放置在恒温水浴中、并设有取样管及pH计连通内外，一浆液循环泵的吸入口连通至反应器内底部、排放的喷头设置在反应器内顶部，反应器从顶部输出经尾气吸收管道至尾气吸收瓶。采用上述系统可进行湿法烟气脱硫浆液中汞再释放特性研究实验方法，包括1、烟气SO2浓度的影响；2、锅炉负荷变化的影响；3、脱硫浆液温度的影响；4、浆液pH值的影响。本发明装置简单操作方便，可实现单一变量控制研究，为实际电站脱汞提供理论基础。
文档编号G01N33/00GK103091461SQ201310015298
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者殷立宝, 郑双清, 高正阳, 曾庭华, 徐齐胜 申请人:广东电网公司电力科学研究院