排气口 11a连通。烟气中的单质汞在反应器11中被氮氧化物氧化后形成固体产物(即氧化汞及汞盐)，该固体产物经沉降后通过排渣口 1 lb排除，脱汞后的烟气可以通过排气口 1 la进入另一个脱汞单元10进行二次脱汞。
[0046]作为本实用新型的另一种实施方式，如图2所示，上述烟气脱汞装置包括循环管道20，所述脱汞单元10还包括串联设置的第一脱汞单元10a和第二脱汞单元10b，所述第一脱汞单元10a的反应器11的入口用于通入烟气，从第二脱汞单元10b排出的烟气通过循环管道20循环至第二脱汞单元10b中再次脱汞，从而提供脱汞效率。其中，循环管道20上可以设置风机30，从而使从第二脱汞单元10b排出的烟气循环至第二脱汞单元10b中。
[0047]根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种燃烧系统，该燃烧系统包括锅炉，所述燃烧系统还包括上烟气脱汞装置，该烟气脱汞装置的脱汞单元10与锅炉的烟气排出口连通。其中，所述燃烧系统可以为富氧燃烧系统。
[0048]其中，所述燃烧系统包括依次连接在锅炉和烟气脱汞装置之间的除尘器和第二冷凝器。也就是说，在烟气进入脱汞装置之前先通过除尘器除尘并通过第二冷凝器冷凝脱水(冷凝后产生的水由第二冷凝器的底部排出)，从而可以保证后续二氧化碳的压缩以及液化设备的可靠运行(在富氧燃烧系统中，烟气中会产生大量的二氧化碳，为了避免大量的二氧化碳对环境造成影响，一般会对二氧化碳进行压缩、液化后储存)。另外，在烟气进入脱汞装置之前进行除尘，是为了避免对后续管道造成堵塞，从而在高压下产生严重的安全问题。而在烟气进入脱汞装置之前先通过第二冷凝器进行冷凝脱水，是因为富氧燃烧烟气中往往含有大量的水蒸汽，如果不进行冷凝脱水，大量的水蒸气进入压缩装置，不仅会影响压缩设备的可靠运行，还会使得烟气中的酸性污染物NOx、S02等转变为HN0^H2S04，这些酸性物质对压缩机、管道等都会造成严重的腐蚀。
[0049]本实用新型提供的烟气脱汞装置可以通过以下方法实现，该方法包括以下步骤:S:使烟气中的单质汞被氮氧化物充分氧化。
[0050]其中，所述步骤S包括:在单质汞被氮氧化物充分氧化之前先将烟气进行压缩。进一步地，所述步骤S包括:在单质汞被氮氧化物充分氧化之前先将烟气进行压缩和冷凝。其中，所述步骤S包括:在单质汞被氮氧化物充分氧化之前先将烟气依次进行压缩、冷凝和气液分离。另外，多次重复步骤S直至将烟气中的汞全部脱除。需要说明的是，上文的压缩、冷凝以及气液分离可以分别通过压缩机、冷凝器以及气液分离器实现。
[0051]进一步地，所述步骤S包括:S1:将烟气分别进行一次压缩、一次冷凝和一次气液分离，然后使烟气中的单质汞被氮氧化物氧化;S2:将反应后的烟气分别进行二次压缩、二次冷凝和二次气液分离，然后使烟气中的剩余的单质汞再次被氮氧化物氧化；S3:重复步骤S2。其中，脱汞率与烟气中的氮氧化物(NOx)浓度以及反应压力成正比，因此当氮氧化物(NOx)浓度较高时，反应器11的反应压力可适当地降低。例如，当烟气中氮氧化物的浓度低于500ppm时，一次压缩和二次压缩的压力范围分别控制为10-15bar和20-30bar;当烟气中氮氧化物的浓度高于500ppm时，一次压缩和二次压缩的压力范围分别控制为5-10bar和15-25bar0
[0052]下面以具体的实施例对上述方法进行详细描述:如图1所示，从锅炉炉膛排出的烟气分别经过除尘、冷凝脱水后，进入第一脱汞单元10a的压缩机12中进行一次压缩并压缩至10-15bar，从压缩机12出来的烟气再经过第一脱汞单元10a的第一冷凝器13进行一次冷凝并将烟气的温度将至室温，产生的液体(水)由气液分离器14排出，脱水后的烟气进入第一脱汞单元10a的反应器11内进行脱汞处理(脱汞的原理在上文已经详细描述，这里不再重复)，在反应器11中，烟气中的气态单质汞一部分转化为固体渣由反应器11下部的排渣口lib排出，烟气中的气态单质汞的另一部分随烟气离开第一脱汞单元10a的反应器11(一般情况下，第一脱汞单元10a汞脱除率为50-70%)。经初步脱汞后的烟气进入第二脱汞单元10b的压缩机12中进行二次压缩并压缩至20-30bar，从压缩机12出来的烟气再经过第二脱汞单元10b的第一冷凝器13进行二次冷凝并将烟气的温度将至室温，产生的液体(水)由气液分离器14排出，脱水后的烟气进入第二脱汞单元10b的反应器11内进行再次脱汞，烟气中的单质汞基本被完全脱除。为避免系统波动导致脱汞不完全，从第二脱汞单元10b的反应器11出来的烟气可通过循环管道20经由第二脱汞单元10b的压缩机11压缩后，重新进入第二脱汞单元10b的反应器11进行再次脱汞。事实上，经试验证明，在压力为14bar、500ppm的NO和5%的02存在的条件下，气相汞单质(Hg*3)的脱出率能够达到99%以上，近似接近100%。
[0053]本实用新型提供的脱汞装置还具有一个优点，那就是运行成本低，因为富氧燃烧的烟气本身需要经过压缩液化过程实现二氧化碳的捕集，利用这一特殊工艺过程实现气态
和NOx的协同脱除，也就是说，本实用新型提供的脱汞装置可以利用燃烧系统中已有的装置(例如压缩机)，大大节约了富氧燃烧的运行成本。因此，本实用新型提供的脱汞装置能够实现烟气中单质汞的高效低成本脱除。
[0054]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0055]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0056]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种烟气脱汞装置，其特征在于，该烟气脱汞装置包括用于接收烟气并使烟气中的单质汞被氮氧化物充分氧化的脱汞单元(10)，所述脱汞单元(10)包括反应器(11)和压缩机(12)，所述压缩机(12)的入口用于通入烟气，所述压缩机(12)的出口与所述反应器(11)的入口连通。2.根据权利要求1所述的烟气脱汞装置，其特征在于，所述脱汞单元(10)包括设置在所述压缩机(12)与所述反应器(11)之间的第一冷凝器(13)。3.根据权利要求2所述的烟气脱汞装置，其特征在于，所述脱汞单元(10)包括具有气体排出口(14a)和液体排出口(14b)的气液分离器(14)，所述气液分离器(14)设置在所述第一冷凝器(13)与所述反应器(11)之间。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的烟气脱汞装置，其特征在于，该烟气脱汞装置包括串联设置的至少两个所述脱汞单元(10)。5.根据权利要求4所述的烟气脱汞装置，其特征在于，所述反应器(11)包括位于上部的排气口(11a)和位于下部的排渣口(11b)，所述反应器(11)的所述入口位于所述反应器(11)的中部。6.根据权利要求5所述的烟气脱汞装置，其特征在于，相邻的两个所述脱汞单元(10)中，一个所述脱汞单元(10)的入口与另一个所述脱汞单元(10)的反应器(11)的所述排气口(11a)连通。7.根据权利要求1-3中任意一项所述的烟气脱汞装置，其特征在于，该烟气脱汞装置包括循环管道(20)，所述脱汞单元(10)包括串联设置的第一脱汞单元(10a)和第二脱汞单元(10b)，所述第一脱汞单元(10a)的反应器(11)的入口用于通入烟气，从所述第二脱汞单元(10b)排出的烟气通过所述循环管道(20)循环至所述第二脱汞单元(10b)中再次脱汞。8.一种燃烧系统，该燃烧系统包括锅炉，其特征在于，所述燃烧系统还包括权利要求1-7中任一项所述的烟气脱汞装置，所述烟气脱汞装置的脱汞单元(10)与所述锅炉的烟气排出口连通。9.根据权利要求8所述的燃烧系统，其特征在于，所述燃烧系统为富氧燃烧系统。10.根据权利要求8所述的燃烧系统，其特征在于，所述燃烧系统包括依次连接在所述锅炉和所述烟气脱汞装置之间的除尘器和第二冷凝器。
【专利摘要】本实用新型涉及烟气处理领域，公开了一种烟气脱汞装置及燃烧系统，该烟气脱汞装置包括用于接收烟气并使烟气中的单质汞被氮氧化物充分氧化的脱汞单元(10)。本实用新型通过使烟气中的单质汞被氮氧化物充分氧化从而形成不溶于水的固体而实现对烟气中汞的脱除，由于是固体产物因此容易收集清除，不会造成二次污染，对管道设备无腐蚀，而且，汞的排放浓度能够满足其排放要求。
【IPC分类】F23J15/02, F23J15/00, F23J15/06, B01D53/76, B01D53/64
【公开号】CN205109357
【申请号】CN201520753676
【发明人】张立麒, 刘毅, 毛志慧, 周宏宝, 易宝军, 史晓宏, 郑楚光, 赵瑞
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 神华国华（北京）电力研究院有限公司, 华中科技大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年9月25日