同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统和方法技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术设计合理，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。

【技术实现步骤摘要】
同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统和方法
本专利技术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。
技术介绍
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囱排入大气中。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，进而研究出一套专用于电厂锅炉中的脱汞系统。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。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。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Hg0氧化成Hg2+，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。协同脱汞工艺包括两部分：炉前脱汞工艺和炉后脱汞工艺。炉前脱汞工艺如下：a、氧化Hg0的机理如下：…………………………………（1），……………………….….（2），……………………………….…（3），………………………………………….（4），……………………………………（5）。b、炉前脱汞工艺的装置及流程炉前脱汞工艺装置主要是指溴化钙粉仓、缓冲仓、给料机和提升机。溴化钙粉输送系统按每台锅炉两套配备，互为备用。每套输送系统的设计输粉能力不小于2t/h。石灰石粉输送系统采用提升机均匀连续落入输煤皮带上，和煤粉混合进入煤仓。溴化钙粉仓下部的输粉管道先进入一个缓冲仓，缓冲仓下部的输粉管道连接的是给料机。在锅炉正常运行过程中，给料机和提升机将粉仓中的物料通过管线输送至给煤皮带上，然后和煤粉混合进入煤仓，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，提高了的利用率，降低成本。炉后脱汞工艺如下：A、炉后脱汞工艺包括喷雾增湿装置和布袋除尘器协同脱汞。喷雾增湿原理：烟气通过空气预热器后，喷雾装置将除盐水雾化后以一定角度喷入烟气中，由于毛细现象，烟气在与液体接触时，液体会浸入飞灰内部。喷入的水将颗粒状态的或溶解，使其一同浸入到飞灰发达的孔隙中，发生吸附或吸收，也就意味着更多的或转化为颗粒态汞，易于被布袋除尘器捕集。布袋除尘器协同脱汞原理：布袋除尘器（FF）捕集烟气中的飞灰，从而将吸附在飞灰上的颗粒态汞捕获。选择布袋除尘器的原因是，布袋除尘器本身比电除尘器（ESP）更能脱除细小的颗粒物（0.1um以上粒径颗粒捕集效果达到99%），其次，烟气在通过FF的时间要远高于通过ESP的时间，烟气与FF的接触时间一般会长达几分钟，飞灰与烟气较长的接触时间，促进了飞灰对烟气中汞的吸附；此外，气态汞或多或少通过滤质渗透，可以捕捉一部分的气态汞。B、炉后脱汞工艺的装置及流程炉后脱汞工艺的装置主要包括喷雾增湿装置和布袋除尘器。喷雾增湿装置选择安装在空预器后的尾部烟道，包括高压水泵、带有雾化喷嘴的喷枪。炉后脱汞工艺流程：除盐水由高压水泵打入管路，对管路分成四大组，每大组再分出8支喷枪，共计32支喷枪间隔分层布置；经过空气预热器后的烟气进入水平烟道内，喷枪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溶解，使其一同浸入到飞灰发达的孔隙中，发生吸附或吸收，或转化为颗粒态汞，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，用来捕捉吸附在飞灰上的颗粒态。（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之后、喷枪之前，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，所述热稀释探头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的运输管线，伴热线始终保证在运输管线上烟气温度为180℃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，烟气被加热到760℃以上，从而将烟气中全部转化为。所述分析单元采用汞分析仪。所述数据处理单元采用DCS系统；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、烟囱尾部烟气汞含量反馈。汞的在线监测原理是取样装置取样烟气，通过加热还原装置将烟气中的还原成，并通过汞分析仪实时将数据传给数据处理单元。汞的在线监测系统一般安装在烟囱尾部，分析控制设备可以和其他污染物监测控制设备放在一个控制室，监测出来的烟气汞含量为和之和，不包括颗粒态汞。由于烟气经过布袋除尘器后，几乎全部的飞灰颗粒被除尘器捕集，因此，最后排入大气中的极少，可以忽略不计。本专利技术设计合理，该方法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。附图说明图1表示本专利技术所述系统的连接结构示意图。图中，101-溴化钙粉仓，102-第一管路，103-手动插板门，104-电动闸板门，105-第一三通阀，106-缓冲仓，107-第二管路，108-第二三通阀，109-手动阀，110-给料机，111-提升机，112-高压泵，113-喷枪，114-电动调节阀，115-布袋除尘器，201-热稀释探头，202-运输管线，203-伴热线，204-热氧化还原装置，205-汞分析仪，206-DCS系统，301-煤仓，302-炉膛，303-石灰石粉仓，304-旋风分离器，305-尾部烟道，306-空气预热器，307-烟囱，308-引风机。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细说明。一种同步实现在线监测烟气汞含量及脱汞的系统，包括汞的在线监测部分和脱汞部分。所述脱汞部分包括炉前脱汞组件和炉后脱汞组件。如图1所示，所述炉前脱汞组件包括溴化钙粉仓101，每台锅炉配有一座有效容积为40m3钢结构的溴化钙粉仓，溴化钙粉仓外形上部呈圆形、底部呈圆锥形，溴化钙粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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）连接有带有雾化喷嘴的喷枪（113），喷枪（113）安装在空气预热器（306）后的尾部烟道（305）中，空气预热器（306）安装在旋风分离器（304）之后，烟气经旋风分离器（304）进入空气预热器（306）；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；其中采样单元安装于烟囱（307）上；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；其中，采样单元安装于空气预热器（306）之后、喷枪（113）之前；所述采样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）；所述分析单元采用汞分析仪（205）；所述数据处理单元采用DCS系统（206）。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：所述热稀释探头（201）连接压缩空气反吹扫管路。3.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）。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。5.根据权利要求4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）。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：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）。7.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：白建云，王琦，张静，印江，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西;14