汞去除系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于有效地去除在用于煤或重油气化、石油精制等的湿法洗气中存在于气流中的极少量汞组分的汞去除系统和方法。湿法洗气中汞去除系统包括用于向其引入含有汞组分的目标气体并将汞组分转移到吸收溶液中的水洗塔、用于闪蒸水洗塔排放的吸收溶液以将吸收溶液分离成气体组分和废水的闪蒸罐（１０）、用于在闪蒸罐的前面阶段中将氧化剂加到吸收溶液中的氧化处理装置（１）和用于在闪蒸罐的后续阶段中使分离的含有汞组分的废水经凝结沉积处理以将汞组分作为泥渣除去的废水处理装置。本发明专利技术还提供了使用上述系统的汞去除方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在湿法洗气中用于去除气体中汞组分的汞去除系统和方法。更具体地说，本专利技术涉及在用于煤或重油气化、石油精制等的湿法洗气中有效地去除存在于气流中的极少量汞组分的汞去除系统和方法。
技术介绍
整体煤气化联合循环(此后简称为IGCC)是这样的发电系统，其中使用部分氧化工艺使化石燃料如煤、重油、石油渣油、石油焦炭和奥里油(orimulsion)气化，以生产在联合循环发电设备中用作原料以产生电能的主要含有CO和H2的合成气。示例性系统包括利用煤的高效发电厂，其中联合鼓风两段喷流床气化炉、湿法洗气设备和气体涡轮机。作为发电设备，IGCC是通过实现简化和合理化而显著改进经济效率和可靠性的系统。在IGCC中，与传统发电系统相比，效率增加10～20％。另外，IGCC中CO2排放可以降低相同百分比。并且，在IGCC中，灰容易处理，这是因为灰转化成炉渣，因此减少了灰体积，和具有非洗脱性。一般而言，来自现有热电厂的烟气含有衍生自煤的汞。这样的汞用普通烟气处理系统(例如电除尘器、湿烟气脱硫器等)不能完全去除。因此，如果不采取一些措施，将排放出一些汞。汞微量地存在于气体中，具有很高的蒸汽压。特别地，金属汞具有不溶于水的性能。因此，甚至用除尘器回收它或用气体洗涤器洗涤它也难以完全去除汞。在IGCC中的气体清除或精制中，例如，用水洗过程可以去除煤气中约70％的Hg。但是，当水洗过程中使用的吸收溶液从高压减压到-->常压时，Hg可能从该溶液中闪蒸出并排放到废气中(例如参见日本专利申请公开2003-138277)。为了去除排放到废气中的汞，已经提出将汞吸附到活性炭中以从废气中去除汞的方法。图3表示使用活性炭的汞去除设备的示意结构。在该设备中，从冷却塔送来的含有汞的废水在闪蒸罐10中减压，分离成气体和液体。此时，以包含在气体组分中的形式分离出大部分汞。在废气炉20中燃烧该气体组分，此后在以除尘器(QC/EP)21和烟气脱硫器(FGD)22的顺序向下流的同时处理它。经历烟气脱硫的烟气在排放之前通过活性炭25，通过其吸附和去除烟气含有的有害组分包括汞。闪蒸罐10中分离的液体组分含有油含量，例如使用煤等作原料生成的产物气体的精制中的焦油。因此，使用煤油等进行油-液体分离处理(HC处理)，将油含量送到废气炉20作为一些燃料。分离的废水含量进行氨(NH3)汽提处理12以去除氨含量，进一步进行用于去除有害组分如泥渣的废水处理，在废水处理之后排放。但是，在使用活性炭的传统方法中，必须在产生的废气的所有管线中配备活性炭，从而该方法的问题在于，尽管处理气体的量小但配备的活性炭数量增加。并且，所述的传统方法具有关于维护的许多缺点，这是因为包括不适合配备活性炭的位置和操作时不能更换活性炭的位置。专利文献1：日本专利申请公开2003-138277
技术实现思路
本专利技术要解决的问题为解决上述问题，专利技术人进行了认真研究以开发一种这样的方法，-->其可以有效并高效地去除微量地存在于气体中的汞组分，并且避免在操作该系统时使用活性炭等去除气体中汞组分的操作，用该方法可以使去除操作和去除性能的维护和控制变得简单和容易。结果，专利技术人发现，通过建造这样的系统可实现在解决上述问题的同时去除汞，在该系统中，在例如煤气已经进行了高压水洗之后，在废水减压之前废水中存在的汞不变(immobilized)，尽管减压，汞也不闪蒸到废气侧。如果特定组分共存在于气化的气体中，那么大部分金属汞转移到水中，当水减压(闪蒸)时，捕获的汞排放到气体中。因此，在湿法洗气中，即使汞转移到吸收溶液中并在水洗涤步骤中去除，并且同时含有水洗涤步骤捕获的汞的废水从高压返回到常压，也必须去除汞以不排放到气体中。基于上述观点完成了本专利技术。解决问题的方法本专利技术的第一特征在于提供了一种使汞留在废水中的方法，其中在闪蒸之前通过将氧化剂(NaClO等)加到废水中而氧化汞，并使其作为汞离子固定在溶液中，汞组分在减压后通过凝结沉积作为泥渣排放到系统外。具体地，本专利技术提供一种湿法洗气中的汞去除系统，包括用于引入含有汞组分的目标气体和将汞组分转移到吸收溶液中的水洗塔，和用于闪蒸水洗塔排放的吸收溶液以将吸收溶液分离成气体组分和废水的闪蒸罐，其特征在于所述系统进一步包括用于在闪蒸罐的前面阶段中将氧化剂加到吸收溶液中的氧化处理装置，和用于在闪蒸罐的后续阶段中通过凝结沉积处理排放分离的废水中含有的汞组分的废水处理装置。水洗塔通常分为气体冷却塔和气体净化塔。并且，吸收溶液的闪蒸可以通过例如在低压下喷雾吸收溶液来进行。使用上述系统的湿法洗气中的汞去除方法包括：引入含有汞组分的目标气体和将汞组分转移到吸收溶液中的水洗步骤，和闪蒸水洗步骤排放的吸收溶液以将吸收溶液分离成气体组分和废水的闪蒸步骤，和进一步包括在闪蒸步骤的上游侧加入氧化剂的氧化处理步骤，和在-->闪蒸步骤的下游侧经凝结沉积处理将分离的废水中含有的汞组分作为一些泥渣排放的废水处理步骤。作为汞处理方法，优选通过例如在前述水洗步骤中在0.2～5.0MPa的压力下使汞组分与硫化氢共存，从而将汞组分充分溶解在吸收溶液中。根据本专利技术，在闪蒸之前将氧化剂加到废水中而氧化汞，从而将汞离子固定在溶液中。然后，在废水处理步骤中凝结地沉淀留在溶液中的汞。另外，由于氧化处理步骤中氧化剂的加入可以使用液体实现，所以可以进行泵送，使得该操作容易进行。而且，由于汞组分在闪蒸步骤中不转移到气体中，所以在该系统中不需要用于烟气处理的活性炭。本专利技术的第二个特征在于提供一种使汞留在废水中的方法，其中在闪蒸之前在废水中加入助凝剂，进行凝结沉积处理以将汞组分从废水作为污泥排放到该系统外。具体地，本专利技术提供湿法洗气中的一种汞去除系统，其包括用于引入含有汞组分的目标气体和将汞组分转移到吸收溶液中的水洗塔，和用于闪蒸水洗塔排放的吸收溶液以将吸收溶液分离成气体组分和废水的闪蒸罐，其特征在于所述系统进一步包括用于在闪蒸罐的前面阶段中加入助凝剂而从吸收溶液中将汞组分作为一些泥渣去除的凝结沉积处理装置。水洗塔通常分为气体冷却塔和气体洗涤塔。并且，吸收溶液的闪蒸可以例如通过在低压下喷雾吸收溶液而进行。使用上述系统的湿法洗气中的汞去除方法包括：引入含有汞组分的目标气体和将汞组分转移到吸收溶液中的水洗步骤，和闪蒸水洗步骤排放的吸收溶液以将吸收溶液分离成气体组分和废水的闪蒸步骤，和进一步包括在闪蒸步骤的上游侧将助凝剂加到吸收溶液而从吸收溶液将汞组分作为一些泥渣去除的凝结沉积步骤。在水洗步骤中，优选例如在0.2～5.0MPa的压力下使汞组分与硫化氢共存而将汞组分充分溶解在吸收溶液中。-->根据本专利技术，由于在闪蒸之前在废水中实现凝结沉积，所以作为副作用通过凝结沉积也去除了其它重金属组分。因此，可以减轻下游侧的废水处理中的凝结沉积。通过在闪蒸之前将助凝剂加到废水中而实现的汞凝结沉积，汞组分作为一些污泥排放。已经进行凝结沉积处理的废水在HC处理之后进行氨汽提处理。另外，由于在闪蒸步骤中汞不转移到气体中，所以在该系统中不需要用于烟气处理的活性炭。在本专利技术中，除了上述系统外，提供一种汞去除系统，进一步包括用于引入从水洗塔送来的水洗的气体和使用含胺化合物的吸收溶液吸收性去除硫化氢的硫化氢吸收塔，和用于闪蒸硫化氢吸收塔排放的吸收溶液以将吸收溶液分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿法洗气中汞去除系统，包括用于向其引入含有汞组分的目标气体和将汞组分转移到吸收溶液中的水洗塔，和用于闪蒸水洗塔排放的吸收溶液以将吸收溶液分离成气体组分和废水的闪蒸罐，　　　　其特征在于所述系统进一步包括用于在闪蒸罐的前面阶段中将氧化剂加到吸收溶液中的氧化处理装置，和用于在闪蒸罐的后续阶段中使分离的含有汞组分的废水进行凝结沉积处理以将汞组分作为泥渣除去的废水处理装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-6-9 169167/20051.一种湿法洗气中汞去除系统，包括用于向其引入含有汞组分的目标气体和将汞组分转移到吸收溶液中的水洗塔，和用于闪蒸水洗塔排放的吸收溶液以将吸收溶液分离成气体组分和废水的闪蒸罐，其特征在于所述系统进一步包括用于在闪蒸罐的前面阶段中将氧化剂加到吸收溶液中的氧化处理装置，和用于在闪蒸罐的后续阶段中使分离的含有汞组分的废水进行凝结沉积处理以将汞组分作为泥渣除去的废水处理装置。2.一种湿法洗气中的汞去除系统，包括用于向其引入含有汞组分的目标气体并将所述汞组分转移到吸收溶液中的水洗塔，和用于闪蒸水洗塔排放的吸收溶液以将吸收溶液分离成气体组分和废水的闪蒸罐，其特征在于所述系统进一步包括凝结沉积处理装置，其用于在闪蒸罐的前面阶段中将助凝剂加到吸收溶液中以从吸收溶液中将汞组分作为泥渣去除。3.如权利要求1或2所述的汞去除系统，其特征在于所述系统进一步包括：硫化氢吸收塔，用于向其中引入从水洗塔送来的水洗气体并使用含胺化合物的吸收溶液从水洗气体吸收性地去除硫化氢，和第二闪蒸罐，用于闪蒸从硫化氢吸收塔排放的吸收溶液以将吸收溶液分离成气体组分和将被送到再生塔的吸收溶液。4.如权利要求1或2所述的汞去除系统，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田雅浩，洲崎诚，本城新太郎，龟山修二，中原正树，鬼势章，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，洁净煤电力研究与开发有限公司，北海道电力株式会社，东北电力株式会社，东京电力株式会社，中部电力株式会社，北陆电力株式会社，关西电力株式会社，中国电力株式会社，四国电力株式会社，九州电力株式会社，电源开发株式会社，财团法人电力中央研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]