本实用新型专利技术涉及一种光辐射协同催化剂激发臭氧/过氧化物的烟气脱汞系统，所述的系统是采用紫外光联合催化剂激发臭氧/过氧化物产生强氧化性的羟基和硫酸根自由基在撞击床中氧化脱除烟气中的Hg0。来自锅炉的部分烟气与部分臭氧/过氧化物/催化剂混合后由撞击器喷入撞击床，另一部分烟气与另一部分臭氧/过氧化物/催化剂混合后由同轴对向布置的撞击器喷入撞击床，两股气流在撞击床内发生撞击混合。紫外光辐射协同催化剂分解臭氧/过氧化物产生强氧化性的羟基和硫酸根自由基氧化Hg0生成可资源化利用的二价汞。该系统能够高效脱除燃煤烟气中的Hg0，且脱除产物可回收利用，无二次污染，具有广阔的市发展前景。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及大气污染控制领域，具体涉及一种光辐射协同催化剂激发臭氧/ 过氧化物的烟气脱汞系统。
技术介绍
汞是一种剧毒性和在生物体内易于沉积的重金属痕量元素，对人体健康和生态环 境具有极大的危害。联合国环境规划署在发表的一份调查报告中指出，燃煤锅炉是汞排放 的最大人为污染源。我国是世界第一大煤炭消费国，能源结构中煤炭的比例高达75%，并且 这种格局在今后相当长的一段时间内仍不会有大的改变。随着燃煤污染物大气环保标准的 日益严格，预计在不久的将来，燃煤烟气汞污染控制标准的出台将是必然趋势。因此，研究 和开发有效的燃煤烟气汞污染控制方法是我国环保科技人员面临的重要任务之一。 近年来，国内外学者在研究脱汞新理论和新
做了大量卓有成效的工作。 目前，在众多脱汞方法中，吸附剂吸附和湿法洗涤被认为是燃煤烟气脱汞领域的两个最有 发展潜力的主流脱汞技术。湿法洗涤脱汞技术中研究最多的是应用现有的湿法烟气脱硫系 统联合洗涤脱汞。该技术可以实现较高的Hg2+(g)脱除率，但是对难溶的Hg°(g)没有明显的 脱除效果，部分氧化态汞还可能被还原为单质汞。不少学者尝试用一些氧化技术在脱硫塔 前将烟气中的Hg° (g)先氧化为Hg2+ (g)，然后再用湿法烟气脱硫系统洗涤脱除Hg2+ (g)。目 前研究较多的选择性催化还原（SCR)催化氧化脱汞可实现部分Hg°(g)转化为Hg2+(g)，但 脱汞效果受到燃煤组分、催化剂类型、燃烧方式以及燃烧器结构的明显影响，相关催化氧化 机理仍不十分清楚。其它氧化技术，例如等离子体氧化、光催化氧化和臭氧氧化等尚处于 实验室探索阶段。利用高锰酸钾、过硫酸钾和亚氯酸钠等传统氧化剂在吸收塔中氧化吸收 Hg°(g)也取得了良好效果，但也存在吸收剂昂贵或产物成分复杂难处理等不足，相关技术 还有待于进一步完善。吸附法主要是通过活性炭或者其它吸附剂吸附烟气中的Hg2+(g)和 Hg° (g)，先将其转化为颗粒汞，然后利用现有的除尘设备将其捕获而达到脱汞目的。目前研 究较多且技术最成熟的活性炭吸附法具有较高的脱汞效率，但应用成本极高，企业难以承 受。其它吸附剂，例如贵金属、金属氧化物、飞灰、活性焦、钙基材料、分子筛以及天然 矿物材料等虽然具有潜在的发展前景，但由于在应用成本，脱汞效率，吸附剂稳定性以及吸 附机理研究等方面的欠缺与不足，目前还无法获得大规模工业应用。综上所述，目前还没有 一种适合于大规模商业化的燃煤烟气脱汞技术。
技术实现思路
本技术涉及一种光辐射协同催化剂激发臭氧/过氧化物的烟气脱汞系统，所 述的系统是采用紫外光联合催化剂激发臭氧/过氧化物产生强氧化性的羟基和硫酸根自 由基在撞击床中氧化脱除烟气中的Hg°。 本技术的汞脱除系统的所基于的原理及反应过程如下： 1、由图1所示，采用电子自旋共振（ESR)光普仪可测定到反应系统中产生了硫酸 根和羟基自由基。因此，该系统首先是释放了具有强氧化性的硫酸根和羟基自由基，具体过 程可用如下的化学反应（1)-(6)表示： 2、产生的强氧化性的硫酸根和羟基自由基可将烟气中的!^°氧化生成二价汞。具 体过程可用如下反应（7)和（8)表示： 3、氧化产生的二价汞在尾部的产物后处理系统中被分离回收。例如，二价汞可先 通过添加二价硫离子反应产生硫化汞沉淀物分离回收。该系统能够实现燃煤烟气汞的高效 脱除，且反应产物可资源化利用，无二次污染，具有广阔的市场发展前景。 为实现以上目的，本技术采用的实施方案如下： -种光辐射协同催化剂激发臭氧/过氧化物的烟气脱汞系统，所述系统设有锅炉 、除尘器、降温器、撞击器、臭氧发生器、撞击床、紫外灯及石英套管、除雾器、循环 栗、储液罐、烟肉；所述撞击床自上而下依次设有烟气出口、除雾器、紫外灯及石英套管及 过氧化物出口；所述锅炉通过烟道与除尘器入口连接，除尘器的出口连接降温器的入口，降 温器设有两个出口，所述降温器的两个出口分别与同轴对向布置的撞击器的烟气加速管连 接；所述臭氧发生器分别连接同轴对向布置的撞击器烟气加速管，所述撞击器由溶液导管 和气体加速管构成；所述溶液导管一端带有过氧化物溶液入口，另一端设有雾化喷嘴；过 氧化物的储液罐的入口与撞击床底部的过氧化物的出口连接，储液罐的出口与同轴对向布 置的撞击器的溶液导管连接。 撞击床内的撞击器和紫外灯管采用多级交叉布置。撞击器和紫外灯管相间布置， 且相邻的撞击器和紫外灯管采用同向平行布置。紫外灯管相邻两层之间的垂直间距A位于 5cm-50cm之间。两个相对布置的撞击器顶端（两个雾化喷嘴之间的距离）之间的距离B位 于20cm-35〇Cm之间。撞击器布置在相邻两层紫外灯管之间的中心点处。相邻两级撞击器 采用90度错开的交叉布置，且相邻两级的紫外灯管同样采用90度错开的交叉布置。 撞击器由溶液导管和气体加速管构成。溶液导管一端带有过氧化物溶液和催化剂 入口，另一端设有雾化喷嘴。气体加速管带有臭氧入口和烟气入口，且臭氧入口和烟气入口 采用同轴相对布置。溶液导管的最佳长度C位于60cm-120cm之间，烟气加速管的最佳长度 D位于50Cm-100cm之间。溶液导管的直径与溶液流量有关，但要保证溶液从喷嘴喷出的雾 化液滴粒径不大于10微米。烟气加速管的直径与烟气流量有关，但要保证烟气从导管出口 流出的烟气流速位于5m/s-25m/s之间。 所述溶液导管的长度C位于60cm-150cm之间，烟气加速管的最佳长度D位于 50cm_130cm 之间。 本技术的反应的过程如下：过氧化物和催化剂粉末从储液罐的入口 c进入储 液罐，然后由循环栗抽吸送入撞击器的溶液导管。来自锅炉的烟气经除尘器除尘和降温器 降温后进入撞击器的烟气加速管。来自臭氧发生器的臭氧气体也进入撞击器的烟气加速 管。臭氧气流与烟气在撞击器的烟气加速管内预先混合。过氧化物和催化剂粉末经溶液导 管顶部的雾化喷嘴雾化后产生含有催化剂颗粒的雾化液滴。臭氧与烟气混合后经烟气加速 管加速后携带雾化液滴与对面同样的气流相互撞击。紫外光辐射协同催化剂激发臭氧/过 氧化物产生强氧化性的硫酸根和羟基自由基在撞击床中氧化脱除烟气中Hg°并生成可资源 化利用的二价汞。产生的含二价汞溶液由出口 a送入后产物处理系统，而洁净的烟气由撞 击床出口 d进入烟囱并排入大气。 撞击床的最佳烟气入口温度为30-70°C，有效液气比为0. 2-3. 5L/m3,过氧化物的 最佳浓度为〇· 2mol/L-2. 5mol/L之间，臭氧的最佳入口浓度为20ppm-500ppm，溶液的pH位 于1. 0-7. 5之间，最佳的溶液温度为20-65°C。紫外光有效辐射强度为20 μ W/cm2-500 μ W/ cm2,紫外线有效波长为160nm-365nm。烟气中取°的含量不高于300 μ g/m3。所述的过氧化 物包括双氧水和过硫酸铵中的一种或两种的混合。所述的催化剂包括零价铁、氧化铁、二 氧化锰、氧化铜中的一种或多种的混合，且催化剂的粉末粒径不大于10微米，催化剂的最 佳投加量为每升溶液10g-50g(10-50g/L)。 本技术的优点及显著效果： 紫外光辐射协同催化剂分解臭氧/过氧化物产生的羟基和硫酸根自由基具有 极强的氧化性，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
光辐射协同催化剂激发臭氧/过氧化物的烟气脱汞系统，其特征在于：所述系统设有锅炉﹑除尘器﹑降温器﹑撞击器﹑臭氧发生器﹑撞击床﹑紫外灯及石英套管﹑除雾器﹑循环泵﹑储液罐﹑烟囱；所述撞击床自上而下依次设有烟气出口、除雾器、紫外灯及石英套管及过氧化物出口；所述锅炉通过烟道与除尘器入口连接，除尘器的出口连接降温器的入口，降温器设有两个出口，所述降温器的两个出口分别与同轴对向布置的撞击器的烟气加速管连接；所述臭氧发生器分别连接同轴对向布置的撞击器烟气加速管，所述撞击器由溶液导管和气体加速管构成；所述溶液导管一端带有过氧化物溶液入口，另一端设有雾化喷嘴；过氧化物的储液罐的入口与撞击床底部的过氧化物的出口连接，储液罐的出口与同轴对向布置的撞击器的溶液导管连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘杨先，赵亮，张军，张永春，
申请(专利权)人：南京朗洁环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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