本發(fā)明涉及煙氣凈化，具體涉及一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、目前，控制煙氣中so2排放的方法可分為：燃燒前脫硫，燃燒中脫硫和燃燒后脫硫.常規(guī)的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)主要包括非選擇性催化還原技術(shù)和選擇性催化還原技術(shù)。非選擇性催化還原技術(shù)是指在爐內(nèi)噴射氨，尿素等化學(xué)還原劑使之與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化成氮氣和水。使用該技術(shù)可在合理的布置及溫度范圍下，達到80～90％的脫硝效率，但同時該技術(shù)的缺點是存在脫硝反應(yīng)的溫度窗口以及氨氣的逃逸。此外，釩基催化劑不僅制造成本高，而且催化劑活性成分(五氧化二釩)具有生物毒性，這些原因限制了scr脫硝技術(shù)在工業(yè)燃煤鍋爐上的應(yīng)用。傳統(tǒng)的濕法煙氣脫硫(wfgd)聯(lián)合選擇性催化還原脫硝(nh3-scr)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電站鍋爐.濕法脫硝需要克服的難點在于提高氮氧化物的氧化度。目前尚未存在單獨脫汞的技術(shù)，現(xiàn)有系統(tǒng)針對汞排放控制的技術(shù)體系主要是依靠除塵、脫硫脫硝過程實現(xiàn)協(xié)同控制。

2、高級氧化技術(shù)是一種深度氧化的工藝，通常指在高溫高壓、電、聲、光輻照、催化劑等反應(yīng)條件下，在反應(yīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生強氧化能力的羥基自由基(·oh)，使大分子難降解有機物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)在有催化劑比如fe3+，fe2+，cu2+存在下，h2o2在fenton體系中會產(chǎn)生·oh，這樣，hg0在煙氣中會被·oh除去；

3、微波加熱長期以來一直用于食品和橡膠工業(yè)，但人們對其在其他工業(yè)過程中的潛在用途越來越感興趣，例如處理各種廢物和加工礦物礦石等。以傳統(tǒng)濕式氨法脫硫工藝為基礎(chǔ)，采用微波無極紫外燈活化h2o2/feso4體系氧化hg0和no，提高自由基的生成和有效利用率。

4、因此，為了解決上述問題，本文提出一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置及其使用方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置及其使用方法，解決脫硫脫硝脫汞過程中，氧化效率低，運行費用高的問題。

2、為了達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置，其特征在于，從左到右依次包括一級氨基溶液吸收系統(tǒng)，微波光催化氧化系統(tǒng)，溶液循環(huán)系統(tǒng)和二級氨基溶液吸收系統(tǒng)；

3、所述一級氨基溶液吸收系統(tǒng)包括儲液罐一，分別設(shè)置在儲液罐一上下端的進口和出口，連接出口的一段管，設(shè)置在一段管末端的計量泵一，所述計量泵一輸出端通過二段管與氨基吸收塔一的入口相連，設(shè)置在氨基吸收塔一內(nèi)的除霧器，安裝在氨基吸收塔一側(cè)端的壓縮機一，與壓縮機一進口相連接的煙氣排放管；

4、所述微波光催化氧化系統(tǒng)包括通過輸送管與氨基吸收塔一出口連接的微波光催化反應(yīng)器，通過連接管與微波光催化反應(yīng)器上端相連的雙氧水儲液罐，設(shè)置在連接管中部的流量計，安裝在微波光催化反應(yīng)器側(cè)端的微波開關(guān)，所述微波開關(guān)與微波光催化反應(yīng)器電性連接；

5、所述溶液循環(huán)系統(tǒng)包括通過廢液管與氨基吸收塔一廢液口相連的儲液罐二，連接儲液罐二出口的計量泵二，連接計量泵二出口的三通閥管路，所述三通閥管路剩余兩個接口分別與氨基吸收塔一進口和氨基吸收塔二進口相連；

6、所述二級氨基溶液吸收系統(tǒng)包括設(shè)置在微波光催化反應(yīng)器出口的壓縮機二，連接壓縮機二出口的氨基溶液吸收塔二，安裝在氨基溶液吸收塔二出口的壓縮機三，與壓縮機三出口相連的煙囪，與氨基溶液吸收塔二循環(huán)口相連的結(jié)晶器，固定連接結(jié)晶器側(cè)端的儲液罐三，連接儲液罐三出口和儲液罐一進口的計量泵三。

7、進一步的，所述煙氣排放管為燃煤鍋爐排放尾氣管。

8、進一步的，所述氨基吸收塔一和氨基吸收塔二中均存在氨水，所述氨基吸收塔二中還存在二價s2-溶液。

9、進一步的，所述微波光催化反應(yīng)器包括微波反應(yīng)器，設(shè)置在微波反應(yīng)器內(nèi)的無極紫外燈；所述無極紫外燈由微波激發(fā)；所述無極紫外燈的輻射功率為14500μw/cm2,紫外線波長為185-254nm。

10、進一步的，所述微波光催化反應(yīng)器使用時預(yù)先加入芬頓試劑feso4溶液；所述feso4濃度為0.01-0.04mol/l。

11、進一步的，所述雙氧水儲液罐中雙氧水濃度為10-25wt％。

12、進一步的，所述儲液罐二內(nèi)部預(yù)存有濃度為0.05-0.15wt％,ph值范圍為5.5-6.5的亞硫酸銨溶液，所述亞硫酸銨溶液作為吸收液。

13、進一步的，裝置使用過程中反應(yīng)溫度為40-160℃，工作壓力為0.1-0.3mpa。

14、本發(fā)明的另一目的在于提供一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

15、s1、首先檢查裝置是否連接緊密，檢查結(jié)束后，向儲液罐一和儲液罐二中分別加入氨水和亞硫酸銨溶液，儲液罐三為空罐，同時向微波光催化反應(yīng)器中加入芬頓試劑feso4溶液，并向雙氧水儲液罐中加入雙氧水，完成使用前準備；

16、s2、使用時，操作外連控制箱控制計量泵一動作，將儲液罐一中的氨水注入氨基溶液吸收塔一中，然后將壓縮機一的進氣口與燃煤鍋爐排放尾氣管相連，使壓縮機一排出的廢氣由氨基溶液吸收塔一下部通入，煙氣中的so2被氨水溶液吸收，產(chǎn)生亞硫酸銨，同時除霧器將排出煙氣夾帶的液滴進行氣液分離；

17、s3、此時，帶有亞硫酸銨的氨水溶液由排液管進入溶液循環(huán)系統(tǒng)的儲液罐二中，同時除去so2的煙氣由輸送管輸送至微波光催化氧化系統(tǒng)的微波光催化反應(yīng)器中，反應(yīng)器通過可調(diào)式微波電源產(chǎn)生高壓，經(jīng)波導(dǎo)管傳輸?shù)酱趴毓茉俎D(zhuǎn)化成微波，無極燈經(jīng)微波激發(fā)產(chǎn)生紫外輻射，激發(fā)分解feso4溶液釋放具有強氧化性的羥基自由基·oh，將煙氣中的no和hg0氧化，雙氧水儲液罐經(jīng)過流量計計量補充需要的氧化劑；

18、s4、將經(jīng)過微波光催化反應(yīng)器處理的煙氣由管道傳輸至壓縮機二，壓縮機二將煙氣從二級氨基溶液吸收系統(tǒng)中的下部送入，同時儲液罐二中的亞硫酸銨溶液和氨基溶液吸收塔一排出的帶亞硫酸氫銨氨水組成的混合液經(jīng)過計量泵二的抽取和三通閥管路的輸送進入氨基溶液吸收塔一和氨基溶液吸收塔二，同時向氨基溶液吸收塔二中加入二價s2-溶液，將煙氣中的高價氮氧化物，亞硝酸，hgo高效吸收；

19、s5、完成吸收的潔凈煙氣由氨基溶液吸收塔二傳輸至煙囪6排入大氣中；在氨基溶液吸收塔二處理過程中，hg2+被添加的s2-反應(yīng)生成難溶的hgs沉淀，同時剩余液體經(jīng)過結(jié)晶器的濃縮后得到硫酸銨，硝酸銨等這些農(nóng)業(yè)常用肥料，有利于資源化利用，然后將濃縮后多余氨水輸送至儲液罐三，然后在計量泵三的作用下重新輸送至儲液罐一，進行重復(fù)多次回收利用。

20、本發(fā)明的有益效果是：

21、本發(fā)明適用于我國大多數(shù)燃煤電廠運行工況條件下，滿足污染物的排放標準；相比于現(xiàn)在通用的脫硫后采用選擇性氧化還原脫硝技術(shù)，這種處理系統(tǒng)的運行費用更低，除了脫硫脫硝之外，還可以同時脫除煙氣中的汞。

技術(shù)特征：

1.一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置，其特征在于，從左到右依次包括一級氨基溶液吸收系統(tǒng)，微波光催化氧化系統(tǒng)，溶液循環(huán)系統(tǒng)和二級氨基溶液吸收系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置，其特征在于，所述煙氣排放管為燃煤鍋爐排放尾氣管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置，其特征在于，所述氨基吸收塔一和氨基吸收塔二中均存在氨水，所述氨基吸收塔二中還存在二價s2-溶液。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置，其特征在于，所述微波光催化反應(yīng)器包括微波反應(yīng)器，設(shè)置在微波反應(yīng)器內(nèi)的無極紫外燈；所述無極紫外燈由微波激發(fā)；所述無極紫外燈的輻射功率為14500μw/cm2,紫外線波長為185-254nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置，其特征在于，所述微波光催化反應(yīng)器使用時預(yù)先加入芬頓試劑feso4溶液；所述feso4濃度為0.01-0.04mol/l。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置，其特征在于，所述雙氧水儲液罐中雙氧水濃度為10-25wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置，其特征在于，所述儲液罐二內(nèi)部預(yù)存有濃度為0.05-0.15wt％,ph值范圍為5.5-6.5的亞硫酸銨溶液，所述亞硫酸銨溶液作為吸收液。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置，其特征在于，裝置使用過程中反應(yīng)溫度為40-160℃，工作壓力為0.1-0.3mpa。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種光催化結(jié)合濕式氨法吸收煙氣凈化裝置及其使用方法，所述從裝置左到右依次包括一級氨基溶液吸收系統(tǒng)，微波光催化氧化系統(tǒng)，溶液循環(huán)系統(tǒng)和二級氨基溶液吸收系統(tǒng)；裝置在使用時，通過將來自燃煤鍋爐的煙氣經(jīng)過一級吸收塔除去SO<subgt;2</subgt;后進入微波光催化反應(yīng)器，由微波激發(fā)無極燈，產(chǎn)生羥基自由基，同時液相中的H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;和FeSO<subgt;4</subgt;也會產(chǎn)生羥基或者硫酸根自由體，加速氧化過程；生成的Hg<supgt;2+</supgt;，NO<subgt;2</subgt;被后續(xù)的帶亞硫酸銨的氨水溶液吸收，可以得到硝銨和硫銨等產(chǎn)品。本發(fā)明具有占地面積小，可以同時脫硫脫硝脫汞，產(chǎn)物可以資源化等優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：彭健,劉洋,劉東輝,陶軍,司甜,鄒杰,楊瑜,姚雯,楊振,廉培超
受保護的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9