发明内容
[0004] 本发明公开了一种带有空气冷却装置的光学烟道脱汞方法及系统。主要设有锅炉、引风机、除尘器、光学烟道脱汞装置、紫外灯控制器、紫外灯空气冷却装置、湿法烟气脱硫系统以及烟囱。来自锅炉排放的烟气经过除尘后进入光学烟道脱汞装置。紫外灯发射紫外光激发烟气中的氧气和水蒸气产生活性物质将难溶的单质汞氧化为易溶的二价汞。含有二价汞的烟气进入光学烟道脱汞装置尾部的湿法烟气脱硫系统，二价汞在湿法烟气脱硫系统内被洗涤脱除。洁净的烟气由引风机牵引进入烟囱排入大气。该装置及系统能够高效脱除烟气中的单质汞，可以在现有湿法烟气脱硫基础上对前部烟道进行改造，不需要添加任何氧化剂或添加剂，无反应副产物产生，且每支紫外灯管均可方便从双层石英玻璃套管内部自由抽出，故紫外灯管在运行中出现损坏时更换和维修均非常方便，具有工艺简单、投资成本低和维护方便等优点，是一种具有良好开发和应用前景的烟气脱汞技术。
[0005] 为实现以上目的，本发明采用的实施方案如下：
[0006] 一种带有空气冷却装置的光学烟道脱汞方法，来自锅炉排放的烟气经过除尘后进入光学烟道脱汞装置；光学烟道脱汞装置中的紫外灯发射紫外光激发烟气中的氧气和水蒸气产生活性物质。所述的活性物质为羟基自由基﹑氧原子和臭氧等强氧化剂将难溶的单质汞氧化为易溶的二价汞；含有二价汞的烟气进入光学烟道脱汞装置尾部的湿法烟气脱硫系统，二价汞在湿法烟气脱硫系统内被洗涤脱除；洁净的烟气由引风机牵引进入烟囱排入大气；紫外灯控制系统控制紫外灯辐射功率和波长，紫外灯空气冷却装置对烟道气传递和紫外灯产生的热量进行冷却降温，以保证紫外灯能够在低温下高效运行，延长工作寿命[0007] 光学烟道脱汞装置入口的烟气温度不高于400℃，光学烟道脱汞装置内的紫外灯2 2
有效波长为100nm-350nm，有效辐射强度为10μW/cm-300μW/cm；来自锅炉烟气中汞的有
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效入口浓度为0-1000μg/m。
[0008] 所述系统包括锅炉、引风机、除尘器、光学烟道脱汞装置、紫外灯控制器、紫外灯空气冷却装置、湿法烟气脱硫系统以及烟囱；锅炉通过烟道与除尘器的入口连接，除尘器的出口与光学烟气脱汞装置连接的入口连接，光学烟气脱汞装置的出口与湿法烟气脱硫系统的入口相连通，湿法烟气脱硫系统的出口通过烟道与烟囱连接。光学烟道脱汞装置位于除尘器之后、湿法烟气脱硫系统之前的烟道上，属于烟道的一部分。
[0009] 所述锅炉与除尘器的烟道上设有第一引风机，所述湿法烟气脱硫系统与烟囱的烟道上设有第二引风机。
[0010] 所述除尘器是布袋除尘器、静电除尘器或者布袋静电复合除尘器中的一种或两种，除尘后烟气中颗粒粒径不大于0.5微米。
[0011] 湿法烟气脱硫系统是喷淋塔、鼓泡塔、搅拌釜或填料塔中的一种，采用的吸收剂是水、碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠、氧化镁、高锰酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、亚氯酸钠、次氯酸钠、双氧水、氨水、尿素、次氯酸钙、过氧乙酸中的一种或两种以上的混合溶液。
[0012] 所述吸收剂除水之外，采用其它吸收剂的质量浓度控制在0.01-15％之间。
[0013] 光学烟道脱汞装置的截面为矩形或正方形，光学烟道脱汞装置内部布置有紫外灯管；多盏紫外灯在光学烟道脱汞装置内部呈顺排布置，且相邻紫外灯灯管中心线的横向和纵向间距均相等；相邻紫外灯管中心线之间的间隔位于10cm-200cm；多个紫外灯发射的紫外光波长和辐射强度保持相同，以防止相互干扰。
[0014] 紫外灯与烟气之间由两层石英玻璃套管相隔，两层石英玻璃套管之间抽成真空紫外灯管外壁与双层石英玻璃套管内壁之间留有0.5cm-5cm的空气冷却通道，空气冷却通道一端设有冷却空气入口端盖，另一端敞开。然后由空气冷却风机向空气冷却通道中输入循环冷却空气带走空气冷却通道中的热量，降低紫外灯工作区温度，以保证紫外灯高效运行，延长工作寿命。循环冷却空气量的大小主要与空气冷却通道中温度有关，原则上需要保证空气冷却通道中的温度不高于80℃，以此来确定循环冷却空气流量。每支紫外灯管均可方便从双层石英玻璃套管内部自由抽出，故紫外灯管在运行中出现损坏时更换和维修均非常方便。光学烟道脱汞装置的长度位于5cm-200cm之间。
[0015] 本发明系统的反应过程原理：
[0016] 1.紫外灯发射紫外光激发烟气中的氧气和水蒸气产生活性物质将难溶的单质[0017] 汞氧化为易溶的二价汞。具体过程可用如下的化学反应(1)-(5)表示：
[0018]
[0019] ·O+O2→O3 (3)0
[0020] Hg+O3→HgO+O2 (4)0
[0021] Hg+·O→HgO (5)
[0022] 2.含有二价汞的烟气进入光学烟道脱汞装置尾部的湿法烟气脱硫系统，二价汞在湿法烟气脱硫系统内被洗涤脱除,进而达到脱汞目的。
[0023] 本发明的优点及显著效果：
[0024] 本发明所述的一种带有空气冷却装置的光学烟道脱汞装置及系统，具有设备简单、初投资小、脱除效率高以及可以在现有老旧机组上直接改造等诸多优点。另外，通过在烟道上增设光学烟道脱汞装置脱除单质汞，然后利用现有广泛应用的湿法烟气脱硫系统洗涤脱除二价汞，整个脱除过程无需消耗任何化学试剂，也没有难处理的二次副产物产生，无二次污染。另外，光学烟道脱汞装置中的每支紫外灯管均可方便从双层石英玻璃套管内部自由抽出，故紫外灯管在运行中出现损坏时更换和维修均非常方便，且不存在烟道气泄露问题。因此，相对于现有的燃煤烟气脱汞技术，本发明所述的一种带有空气冷却装置的光学烟道脱汞装置及系统具有广阔的开发和应用前景。
