一种燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法

本发明涉及烟气脱硫脱汞技术领域，尤其是一种燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法，通过利用软锰矿为原料制备矿浆，并经过微波辐射处理，使得软锰矿活化，降低软锰矿中有效成分氧化反应过程中的活化能，提高对二氧化硫、汞分子的氧化作用，促进分子汞大量转化为离子汞；并且在制备矿浆过程中，通过水热化处理，使得软锰矿的粉末化程度较优，使得软锰矿制备成矿浆后的均匀度较优，实现与烟气的充分接触；结合壳聚糖、氨基硫脲的加入，使得在矿浆中含有络合功能的成分，实现在接触反应过程中，对汞离子进行络合，降低汞成分的排除，使得对硫、汞成分的脱除率均达到88％以上。

技术领域
本发明涉及烟气脱硫脱汞技术领域，尤其是一种燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法。
背景技术
煤碳是我国主要的能源之一，占据全国西祠能源产量的70％左右。在煤碳资源如此丰富化的前提下，使得我国火电厂在短期内依然还会大量的出现，但是，煤碳中含有大量的有害成分，其中以硫成分和汞成分较为突出，硫成分主要以二氧化硫的形态存在于烟气中，随着烟气排放在环境中后，容易造成酸雨的形成；汞成分在烟气中存在的形态较为丰富，有离子型、分子型，由于汞具有较强的毒性，如果随着烟气排放在环境中，其将会进入湖泊、江河，进一步的进入生物体中，在生物体中转化成甲基汞，而甲基汞对生物体新陈代谢具有抑制作用，因此会给生物体的健康带来严重的威胁，因此，对于排放出来的烟气有必要经过处理后才能排放，否则将会造成大面积的环境破坏。现有技术中，对于烟气中的硫、汞成分脱除，大多数都是将其单独进行脱除处理，即就是采用脱汞剂进行脱汞处理后，再采用脱硫剂进行脱硫处理，这一过程不仅处理流程较长，而且处理成本也相对较高，处理后获得的产品附加值较低。为此，有研究者采用软锰矿为原料，将其制备成矿浆后，喷淋吸收烟气，或者是将软锰矿制备成粉末后，子啊固定床反应器中进行烟气的吸收处理，以实现对烟气进行脱硫脱汞同步进行，但是其脱硫脱汞效率较差，使得烟气排放的硫、汞成分的含量依然较高。基于此，又有研究者通过从脱硫脱汞剂的角度进行研究，使得对烟气的脱硫脱汞脱除率达到99％以上，但是其中采用的活性成分为二氧化硅和磁性氧化铁Fe_21.333O₃₂，由于磁性氧化铁Fe_21.333O₃₂需要特殊的制备，难以子啊市场上购买到，造成该脱硫脱汞剂的成本较高，使得其难以实现工业化。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法。具体是通过以上技术方案得以实现的：一种燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法，包括以下步骤：(1)取软锰矿，将软锰矿采用微波辐射处理30-40min，微波辐射功率为60-90W，再将其加热至300-400℃后，再加水，使得其粉化，持续加水至液固比为5-8:1，得到矿浆；(2)向矿浆中加入壳聚糖和氨基硫脲，壳聚糖加入量为占软锰矿质量的1-5％，氨基硫脲加入量为占软锰矿的13-21％，将其搅拌均匀后，调整温度为50-70℃处理10-20min，加水，调整液固比为9-13:1，得到液体脱硫脱汞剂；(3)将燃煤火电厂烟气从喷淋吸收塔底部以5-8L/min的流速通入，将液体脱硫脱汞剂从喷淋吸收塔顶部以11-15L/min的喷速喷入，使得液体脱硫脱汞剂于燃煤火电厂烟气在喷淋吸收塔中接触反应，即可。所述的软锰矿，在微波辐射前，粉碎成30-80目的粉末。先粉碎后再微波辐射，使得活化程度更高，同时也使得水热化作用发生粉化的程度更深，改善矿浆的品质。所述的步骤(2)，加水调整液固比后，向其中加入有占壳聚糖质量0.1-0.4倍的高锰酸钾或高碘酸钾。通过具有氧化性质的物质加入，使得壳聚糖与氨基硫脲发生相互作用，形成的络合功能更强的结构，尤其是使得壳聚糖的羟基、氨基发生醛化，进而实现与氨基硫脲的作用，增强其络合功能。所述的步骤(2)，在加水调整液固时，采用超声频率为20-30Hz处理3-7min。使得液体均质化，提高有效成分分散度。所述的步骤(2)，还向其中加入有占壳聚糖质量0.1-3倍的磷酸脲和/或硝酸脲。增强络合功能，调节吸收过程中的pH值变化，增强脱除效率。所述的步骤(1)，在加水粉化过程中，向其中加入有占软锰矿质量1-5％的硝酸锰和/或占软锰矿质量3-8％的碳酸锰。所述的步骤(3)，烟气通入流速为6-7L/min；液体脱硫脱汞剂喷速为13-14L/min。使得烟气与脱硫脱汞剂的接触反应时间较优，降低排放烟气中的硫成分、汞成分含量。所述的步骤，还包括将步骤(3)完成后，在喷淋塔底部流出来的料浆进行过滤，将滤渣用于回收汞，将滤液送去硫酸锰制备车间。所述的燃煤火电厂烟气，其温度为110-130℃。在该温度下，液体脱硫脱汞剂中的部分水分形成蒸汽，实现将烟气中的成分进行稀释，使得矿浆与烟气中的硫成分、汞成分接触效果更优，使得氧化反应更加彻底，而且在较高烟气下，会使得喷入的矿浆中实现部分颗粒干燥，使得在瞬间的干燥下，对烟气中的汞成分发生吸附，并随着之后的水分喷入而进入液体中，增强对汞的脱除，提高汞的脱除率，使得汞脱除效率达到了90％以上。所述的燃煤火电厂烟气，其温度为120℃。与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：通过利用软锰矿为原料制备矿浆，并经过微波辐射处理，使得软锰矿活化，降低软锰矿中有效成分氧化反应过程中的活化能，提高对二氧化硫、汞分子的氧化作用，促进分子汞大量转化为离子汞；并且在制备矿浆过程中，通过水热化处理，使得软锰矿的粉末化程度较优，使得软锰矿制备成矿浆后的均匀度较优，实现与烟气的充分接触；结合壳聚糖、氨基硫脲的加入，使得在矿浆中含有络合功能的成分，实现在接触反应过程中，对汞离子进行络合，降低汞成分的排除，使得对硫、汞成分的脱除率均达到88％以上。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。对于本发明创造在操作过程中，某些实施例中，燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法，包括以下步骤：(1)取软锰矿，将软锰矿采用微波辐射处理30-40min，微波辐射功率为60-90W，再将其加热至300-400℃后，再加水，使得其粉化，持续加水至液固比为5-8:1，得到矿浆；(2)向矿浆中加入壳聚糖和氨基硫脲，壳聚糖加入量为占软锰矿质量的1-5％，氨基硫脲加入量为占软锰矿的13-21％，将其搅拌均匀后，调整温度为50-70℃处理10-20min，加水，调整液固比为9-13:1，得到液体脱硫脱汞剂；(3)将燃煤火电厂烟气从喷淋吸收塔底部以5-8L/min的流速通入，将液体脱硫脱汞剂从喷淋吸收塔顶部以11-15L/min的喷速喷入，使得液体脱硫脱汞剂于燃煤火电厂烟气在喷淋吸收塔中接触反应，即可。在某些实施例中，所述的软锰矿，在微波辐射前，粉碎成30-80目的粉末。在某些实施例中，所述的步骤(2)，加水调整液固比后，向其中加入有占壳聚糖质量0.1-0.4倍的高锰酸钾或高碘酸钾。在某些实施例中，所述的步骤(2)，在加水调整液固时，采用超声频率为20-30Hz处理3-7min。在某些实施例中，所述的步骤(2)，还向其中加入有占壳聚糖质量0.1-3倍的磷酸脲和/或硝酸脲。在某些实施例中，所述的步骤(1)，在加水粉化过程中，向其中加入有占软锰矿质量1-5％的硝酸锰和/或占软锰矿质量3-8％的碳酸锰。在某些实施例中，所述的步骤(3)，烟气通入流速为6-7L/min；液体脱硫脱汞剂喷速为13-14L/min。在某些实施例中，所述的步骤，还包括将步骤(3)完成后，在喷淋塔底部流出来的料浆进行过滤，将滤渣用于回收汞，将滤液送去硫酸锰制备车间。在某些实施例中，所述的燃煤火电厂烟气，其温度为110-130℃。在优选的实施例中，所述的燃煤火电厂烟气，其温度为120℃。实施例1一种燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法，包括以下步骤：(1)取软锰矿，将软锰矿采用微波辐射处理30min，微波辐射功率为60W，再将其加热至300℃后，再加水，使得其粉化，持续加水至液固比为5:1，得到矿浆；(2)向矿浆中加入壳聚糖和氨基硫脲，壳聚糖加入量为占软锰矿质量的1％，氨基硫脲加入量为占软锰矿的13％，将其搅拌均匀后，调整温度为50℃处理10min，加水，调整液固比为9:1，得到液体脱硫脱汞剂；(3)将燃煤火电厂烟气从喷淋吸收塔底部以5L/min的流速通入，将液体脱硫脱汞剂从喷淋吸收塔顶部以11L/min的喷速喷入，使得液体脱硫脱汞剂于燃煤火电厂烟气在喷淋吸收塔中接触反应，即可。对照例1：在实施例1的基础上，其将软锰矿不经过微波辐射，直接将其水热化处理成矿浆，并按照同实施例1的其他处理方式进行处理。实施例2一种燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法，包括以下步骤：(1)取软锰矿，将软锰矿采用微波辐射处理40min，微波辐射功率为90W，再将其加热至400℃后，再加水，使得其粉化，持续加水至液固比为8:1，得到矿浆；(2)向矿浆中加入壳聚糖和氨基硫脲，壳聚糖加入量为占软锰矿质量的5％，氨基硫脲加入量为占软锰矿的21％，将其搅拌均匀后，调整温度为70℃处理20min，加水，调整液固比为13:1，得到液体脱硫脱汞剂；(3)将燃煤火电厂烟气从喷淋吸收塔底部以8L/min的流速通入，将液体脱硫脱汞剂从喷淋吸收塔顶部以15L/min的喷速喷入，使得液体脱硫脱汞剂于燃煤火电厂烟气在喷淋吸收塔中接触反应，即可。对照例2-1：按照实施例2的处理方式，将软锰矿经过微波辐射处理后，将其直接粉碎、研磨成20-80目的粉末，将其加水制备成矿浆，按照实施例2的其他步骤进行操作。对照例2-2：按照实施例2的处理方式进行处理，并将软锰矿先粉碎成30-80目的粉末后，再将其进行微波辐射处理，按照实施例2的其他操作进行。实施例3一种燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法，包括以下步骤：(1)取软锰矿，将软锰矿采用微波辐射处理35min，微波辐射功率为80W，再将其加热至350℃后，再加水，使得其粉化，持续加水至液固比为7:1，得到矿浆；(2)向矿浆中加入壳聚糖和氨基硫脲，壳聚糖加入量为占软锰矿质量的3％，氨基硫脲加入量为占软锰矿的17％，将其搅拌均匀后，调整温度为60℃处理15min，加水，调整液固比为11:1，得到液体脱硫脱汞剂；(3)将燃煤火电厂烟气从喷淋吸收塔底部以7L/min的流速通入，将液体脱硫脱汞剂从喷淋吸收塔顶部以13L/min的喷速喷入，使得液体脱硫脱汞剂于燃煤火电厂烟气在喷淋吸收塔中接触反应，即可。所述的步骤(2)，加水调整液固比后，向其中加入有占壳聚糖质量0.1倍的高锰酸钾。烟气温度为110℃。对照例3-1：烟气温度为80℃，其他同实施例3。对照例3-2：烟气温度为150℃，其他同实施例3。对照例3-3：烟气温度为140℃，其他同实施例3。对照例3-4：烟气温度为105℃，其他同实施例3。对照例3-5：烟气温度为135℃，其他同实施例3。对照例3-6：烟气温度为130℃，其他同实施例3。对照例3-7：烟气温度为120℃，其他同实施例3。对上述实施例1-3以及其相应的对照例进行烟气处理前和烟气处理后监测，以下处理前的烟气中的二氧化硫和汞成分的含量是经过人工加入调整后的成分，其结果如下表1所示：由上表的数据显示，对于微波辐射处理能够有效的提高活性，使得对二氧化硫、汞成分的脱除效率较优，在处理过程中，采用水热化，更能够使得软锰矿浆脱硫、脱汞效率较优；而在这一过程中，需要结合其他工艺参数的调整，能够使得对烟气中的硫、汞成分的脱除效率较高，而且基本能够实现完全脱除；尤其是烟气温度的控制。实施例4一种燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法，包括以下步骤：(1)取软锰矿，将软锰矿采用微波辐射处理30min，微波辐射功率为90W，再将其加热至300℃后，再加水，使得其粉化，持续加水至液固比为8:1，得到矿浆；(2)向矿浆中加入壳聚糖和氨基硫脲，壳聚糖加入量为占软锰矿质量的1％，氨基硫脲加入量为占软锰矿的13％，将其搅拌均匀后，调整温度为50℃处理10min，加水，调整液固比为13:1，得到液体脱硫脱汞剂；(3)将燃煤火电厂烟气从喷淋吸收塔底部以5L/min的流速通入，将液体脱硫脱汞剂从喷淋吸收塔顶部以15L/min的喷速喷入，使得液体脱硫脱汞剂于燃煤火电厂烟气在喷淋吸收塔中接触反应，即可。所述的步骤(2)，加水调整液固比后，向其中加入有占壳聚糖质量0.4倍的高碘酸钾。所述的步骤(2)，在加水调整液固时，采用超声频率为20Hz处理3min。实施例5一种燃煤火电厂烟气脱硫脱汞方法，包括以下步骤：(1)取软锰矿，将软锰矿采用微波辐射处理40min，微波辐射功率为60W，再将其加热至400℃后，再加水，使得其粉化，持续加水至液固比为8:1，得到矿浆；(2)向矿浆中加入壳聚糖和氨基硫脲，壳聚糖加入量为占软锰矿质量的1％，氨基硫脲加入量为占软锰矿的21％，将其搅拌均匀后，调整温度为50℃处理20min，加水，调整液固比为9:1，得到液体脱硫脱汞剂；(3)将燃煤火电厂烟气从喷淋吸收塔底部以6L/min的流速通入，将液体脱硫脱汞剂从喷淋吸收塔顶部以14L/min的喷速喷入，使得液体脱硫脱汞剂于燃煤火电厂烟气在喷淋吸收塔中接触反应，即可。所述的步骤(2)，加水调整液固比后，向其中加入有占壳聚糖质量0.3倍的高碘酸钾。所述的步骤(2)，在加水调整液固时，采用超声频率为30Hz处理3min。所述的步骤(2)，还向其中加入有占壳聚糖质量0.1倍的磷酸脲。所述的步骤(1)，在加水粉化过程中，向其中加入有占软锰矿质量1％的硝酸锰和占软锰矿质量3％的碳酸锰。在以上实施例中，还可以对上述各个实施例按照下述内容进行调整，其也能够实现相应的功效：所述的步骤(2)，加水调整液固比后，向其中加入有占壳聚糖质量0.2倍的高锰酸钾和高碘酸钾等质量混合的混合物。所述的步骤(2)，在加水调整液固时，采用超声频率为25Hz处理5min。所述的步骤(2)，还向其中加入有占壳聚糖质量2倍的磷酸脲和硝酸脲等质量的混合。所述的步骤(1)，在加水粉化过程中，向其中加入有占软锰矿质量5％的硝酸锰或占软锰矿质量8％的碳酸锰。本发明创造尤其能够在所述的步骤中，还包括将步骤(3)完成后，在喷淋塔底部流出来的料浆进行过滤，将滤渣用于回收汞，将滤液送去硫酸锰制备车间。通过该步骤的处理，能够实现将汞和硫完全的分离开来，获得硫酸锰产品，提高烟气处理过程中的产品附加值。