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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
一種新型煙氣液相脫汞吸收劑的研發(fā)
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本發(fā)明是一種紅棕色溶液。在鼓泡反應(yīng)器或噴淋塔等反應(yīng)設(shè)備中，通過(guò)氣液間接觸脫除燃煤煙氣中的汞，縮小汞的擴(kuò)散范圍，減輕對(duì)社會(huì)的危害。將其用于工業(yè)小鍋爐上得到了50%-55%的脫汞效率，成本不到國(guó)外成熟技術(shù)的10%。
詳細(xì)介紹：
本發(fā)明是一種紅棕色溶液。在鼓泡反應(yīng)器或噴淋塔等反應(yīng)設(shè)備中，通過(guò)氣液間接觸脫除燃煤煙氣中的汞，縮小汞的擴(kuò)散范圍，減輕對(duì)社會(huì)的危害。 詳細(xì)介紹：該吸收劑可由幾種原料按一定比例混合，溶解于水后，在常壓、100℃加熱條件下制得其水溶液。濃溶液呈紅棕色，稀釋后呈淡黃色。該發(fā)明可儲(chǔ)存于玻璃或塑料器皿中、無(wú)易燃易爆性、隔絕空氣條件下性質(zhì)穩(wěn)定、脫汞效率高、受pH值影響小、有催化性、后續(xù)處理成本低等優(yōu)點(diǎn)。在最佳工藝條件下，鼓泡反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)中，能脫除氣體中72%的單質(zhì)汞。在噴淋塔的半工業(yè)試驗(yàn)中，對(duì)單質(zhì)汞的脫除效率達(dá)到61%。將其用于工業(yè)小鍋爐上得到了50%-55%的脫汞效率，成本不到國(guó)外成熟技術(shù)的10%。

作品圖片

  • 一種新型煙氣液相脫汞吸收劑的研發(fā)
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作品專(zhuān)業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

汞中毒能使人耳聾、眼瞎、精神失常。每年我國(guó)燃煤電廠向大氣排放200噸左右的汞。本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的煙氣污染控制設(shè)備如除塵器、脫硫系統(tǒng)及脫硝系統(tǒng)對(duì)汞脫除效率較低的問(wèn)題。 基本思路是利用催化氧化的方法脫除煙氣中的汞。 創(chuàng)新點(diǎn)主要有三點(diǎn)：第一點(diǎn)，本發(fā)明的制備過(guò)程中考慮了氧化和催化兩方面作用的機(jī)理，制備的溶液具有良好的脫汞性能并具有較低的運(yùn)行費(fèi)用，該發(fā)明用于煙氣脫汞在國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)報(bào)道；第二點(diǎn)，本發(fā)明不但可以作為單獨(dú)脫汞的吸收劑，也可作為添加劑應(yīng)用到濕式石灰石-石膏法中或濕式電除塵器等設(shè)備中脫汞；第三點(diǎn)，本發(fā)明進(jìn)行煙氣脫汞試驗(yàn)研究，所形成的技術(shù)方案具有原始性和創(chuàng)新性。 技術(shù)關(guān)鍵包括了本發(fā)明制備過(guò)程中，幾種原料的選擇和配比以及制備過(guò)程時(shí)，溫度和時(shí)間的控制和在實(shí)際應(yīng)用中的最佳工藝條件。 本發(fā)明的最佳工藝條件:濃度0.131 mol/m3、反應(yīng)溫度323K、pH值9，氧氣濃度和二氧化碳濃度對(duì)脫除效率影響不大。

科學(xué)性、先進(jìn)性

本發(fā)明研制前，對(duì)國(guó)際國(guó)內(nèi)脫汞研究現(xiàn)狀進(jìn)行過(guò)深入的調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示本研究方向是世界環(huán)境污染控制的熱點(diǎn)，研究?jī)?nèi)容處于國(guó)際前沿。制備過(guò)程中目的明確、原理清晰、工藝先進(jìn)，使用的藥品和儀器由正規(guī)廠家生產(chǎn)的。吸收劑脫汞效率高，是同類(lèi)研究產(chǎn)品的1.5倍（同類(lèi)產(chǎn)品效率為50%），運(yùn)行成本低，是現(xiàn)有國(guó)際成熟技術(shù)的2%左右（現(xiàn)今使用最為成熟的活性炭噴射技術(shù)脫除單位質(zhì)量汞的費(fèi)用為38萬(wàn)元-100萬(wàn)元），具有良好的前景。吸收劑脫汞性能研究的小型實(shí)驗(yàn)及半工業(yè)化試驗(yàn)在省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。本發(fā)明應(yīng)用于在某物業(yè)公司SHF14.0-1.25/130/70-P型熱水鍋爐，在煙氣循環(huán)流化床系統(tǒng)上，完成了工業(yè)化試驗(yàn)，得到了50%-55%的脫汞效率，此項(xiàng)研究在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平（證明見(jiàn)附加材料）。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

2009年5月26日、27日，廊坊市北華航天工業(yè)學(xué)院，團(tuán)省委、省教育廳、省科協(xié)、省學(xué)聯(lián)組織舉辦的“挑戰(zhàn)杯”2009“動(dòng)感地帶”河北省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽終審決賽中獲得一等獎(jiǎng)。

作品所處階段

已經(jīng)完成小型實(shí)驗(yàn)、半工業(yè)化試驗(yàn)及工業(yè)試驗(yàn)。

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

專(zhuān)利轉(zhuǎn)讓。

作品可展示的形式

實(shí)物。

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

本發(fā)明的最佳工藝條件是濃度0.131mol/m3、反應(yīng)溫度323K、pH值9，可適用于噴淋塔等設(shè)備。 特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：1、其高效性，與其他同類(lèi)吸收劑相比該發(fā)明在低濃度條件下可達(dá)較高的脫汞效率；2、該發(fā)明能在較寬的pH值范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的效率；3、反應(yīng)溫度易實(shí)現(xiàn)，該發(fā)明的最佳反應(yīng)溫度為50℃；4、制備工藝簡(jiǎn)單，在常壓、100℃加熱條件下即可制得其水溶液，無(wú)需避光保存，可密封存放在塑料或者玻璃器皿中。5、反應(yīng)產(chǎn)物處理簡(jiǎn)單、節(jié)能，在反應(yīng)產(chǎn)物中添加硫化物后可得硫化汞沉淀。6、成本低，在工業(yè)小鍋爐上的試驗(yàn)顯示該吸收劑每脫除煙氣中1千克汞成本僅為43800元。與國(guó)際成熟技術(shù)比較 ，該技術(shù)有望減少90%成本。 該發(fā)明適用于燃煤電站等產(chǎn)生含汞煙氣的廠礦。由于國(guó)內(nèi)企業(yè)幾乎都沒(méi)有煙氣脫汞設(shè)施且該發(fā)明相對(duì)國(guó)內(nèi)外其他同類(lèi)研究有不小的優(yōu)勢(shì)，因此該發(fā)明的市場(chǎng)巨大，推廣前景極佳。 該發(fā)明的使用能產(chǎn)生巨大的生態(tài)效益和社會(huì)效益，將能降低因?yàn)橹亟饘俟卸驹斐啥@、眼瞎、精神失常的發(fā)病率。

同類(lèi)課題研究水平概述

國(guó)內(nèi)外燃煤汞污染控制主要通過(guò)以下3種方式： 燃燒前脫汞，燃燒中脫汞和燃燒后脫汞。燃燒前脫汞技術(shù)主要包括洗煤技術(shù)以及煤的熱處理技術(shù)。燃燒中脫汞主要是利用改進(jìn)燃燒方式，在降低NOX的同時(shí)，抑制一部分汞的排放;燃燒后脫汞的研究主要包括2個(gè)方面，一方面是固體脫汞吸收劑的開(kāi)發(fā),另一方面是液相脫汞吸收劑的開(kāi)發(fā)。 液相脫汞吸收劑目前研究較為深入的是在濕法煙氣脫硫裝置(WFGD)系統(tǒng)中添加各種吸收劑來(lái)提高其脫汞性能?，F(xiàn)研究中的液態(tài)添加劑主要有Cu2+（K2S2O8）、次氯酸和氯化鈉稀溶液、黃磷乳濁液、氫硫化鈉溶液及EDTA等。這些添加劑現(xiàn)都處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。K2S2O8的氧化能力很強(qiáng), Cu2+存在時(shí)K2S2O8對(duì)汞的氧化效果顯著。煙氣本身就含有Cu2+,而K2S2O8的反應(yīng)產(chǎn)物又是 ,不會(huì)造成二次污染；用次氯酸和氯化鈉稀溶液脫汞法去除率的高低取決于其濃度,NOx的濃度,氣相溫度,注射方法及停留時(shí)間等。次氯酸和氯化鈉價(jià)格低廉,氧化單質(zhì)汞的效果較明顯,具有較大的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)其作為添加劑時(shí)不需對(duì)脫硫塔進(jìn)行改造也能較好地實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硝脫汞。但其在氧化過(guò)程中引進(jìn)了新的雜質(zhì)：氯離子,需進(jìn)一步處理；黃磷乳濁液作為添加劑的方法氧化效果好,用WFGD系統(tǒng)同時(shí)脫汞時(shí)無(wú)需增添其他設(shè)備或改造脫硫塔,操作費(fèi)用低, 其最終產(chǎn)物為硝酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽,它們是有用的肥料。并且控制吸收后溶液的pH值,可使消耗的黃磷作為副產(chǎn)物回收；B&W公司將一種可產(chǎn)生硫化物的液體吸收劑(氫硫化鈉,NaHS)噴入濕式FGD漿液中, 試驗(yàn)結(jié)果表明,濕式FGD系統(tǒng)的總汞去除效率由71%提高到78%。但NaHS是還原劑,不能與其他氧化添加劑聯(lián)用；在反應(yīng)塔中加入EDTA也能減少氧化態(tài)汞的重新還原,提高汞的去除效率,其主要作用是消除煙氣中存在的過(guò)渡金屬的影響。
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