本发明专利技术涉及一种基于自由基预氧化结合湿法吸收的同时脱硫脱硝脱汞系统，所述的系统是采用紫外光联合催化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基在撞击床中氧化脱除SO2﹑NOx和Hg0。来自排放源的部分烟气与部分催化剂颗粒混合后由高速喷嘴喷入撞击床，另一部分烟气与另一部分催化剂颗粒混合后由同轴对向布置的高速喷嘴喷入撞击床。与此同时，过氧化物溶液通过喷雾器喷入撞击床内，三股气流在撞击床内发生撞击混合。紫外光联合催化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基氧化SO2﹑NOx和Hg0生成气态二价汞﹑二氧化氮﹑三氧化硫﹑硫酸和硝酸，然后在尾部的湿法脱硫系统中被吸收脱除。该系统能够用于改造现有的燃煤锅炉实现硫﹑氮﹑汞一体化脱除，具有广阔的市场应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃烧烟气污染物控制领域，具体涉及一种基于自由基预氧化结合湿法 吸收的同时脱硫脱硝脱汞方法。
技术介绍
燃烧过程中产生的S02、NOx以及Hg能够引起酸雨、光化学烟雾和致癌等严重 的大气污染问题，危害人类健康和生态平衡。在过去的几十年，尽管人们开发了大量的烟气 脱硫脱硝脱汞技术，但现有的各种脱硫脱硝脱汞技术在研发当初仅针对单一污染物为脱除 目标，无法实现多污染物的同时脱除。例如，目前应用较多的烟气脱硫脱硝技术主要为石灰 石-石膏湿法烟气脱硫技术和氨选择性催化还原法。这两种方法虽可以单独脱硫脱硝，但 无法在一个反应器内实现同时脱除。两种工艺叠加使用虽然可以实现同时脱硫脱硝，但造 成整个系统复杂，占地面积大，投资和运行成本高等不足。另外，随着人类对环保要求的不 断提高，针对烟气中汞排放控制的法律法规也逐渐出台，但目前还没有一种经济有效的烟 气脱汞技术获得大规模商业应用。如果在现有的脱硫和脱硝系统尾部再次增加单独的烟气 脱汞系统，则势必将造成整个系统的初投资和运行费用进一步增加，最终很难以在发展中 国家获得大规模商业应用。综上所述，如果能够在一个反应器内将S0 2、NO x、Hg同时脱 除，则有望大大降低系统的复杂性和占地面积，进而减少系统的投资与运行费用。因此，开 发经济有效的硫/氮/汞同时脱除技术是该领域当前的热点问题。
技术实现思路
本专利技术涉及一种基于，所述 的方法是采用紫外光联合催化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基在撞 击床中氧化脱除SO 2、NO JP Hg °。 本专利技术的方法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羟基 和硫酸根自由基。因此，该系统首先是释放了具有强氧化性的羟基和硫酸根自由基，具体过 程可用如下的化学反应（1)-(3)表示： H202+UV+催化剂一2 · OH (1) S20〖-+ UY + 催化剂 〇 2SO: · (2) 2SO?+H:〇4_OH + 2HF+2S〇t (3) 2、产生的强氧化性的硫酸根和羟基自由基可将烟气中的S02、NOdPHg tl预氧化生 成气态二价汞、二氧化氮、三氧化硫、硫酸和硝酸。具体过程可用如下反应（4)-(13)表 示： a · 0H+bS02-cH 2S04+other products (4) a · 0H+bS02-cSO 3++other products (5) a · OH+bNO - cN02++other products (6) a · OH+bNO - cHN03+other products (7) a · OH+bHg。- cHgO+other products (8) i/S〇4 · +/^SO2 ^H2SO4 + other products (9) aS0'4 +/^SO, cSO； + other products (10) t/S〇4 +/)NO -> cNOt + other products (11) aS0'4 +/)NO cHNO. + other products (12) ivS〇4 +/^Hg0 cHgO + other products (13) 3、预氧化产生的气态二价汞、二氧化氮、三氧化硫、硫酸和硝酸在尾部的石灰 石湿法脱硫系统中被吸收脱除。该系统能够用于改造现有的燃煤锅炉实现硫、氮、汞一体 化脱除。 为实现同时脱硫脱硝脱汞的目的，基于上述原理，本专利技术采用的技术方案如下： 一种基于，来自排放源的烟 气经由风机引入降温器，经过降温的烟气进入混合器，催化剂也由催化剂储存塔引入混合 器，烟气与催化剂在混合器中气固混合，混合器设有两个出口分别通过管道与撞击床连接， 烟气通过上述两个管道进入撞击床中同轴对向布置的高速喷嘴，在撞击床中发生撞击。过 氧化物溶液通过喷雾器喷入撞击床内，三股气流在撞击床内发生撞击混合。紫外光联合催 化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基在撞击床中氧化脱除S0 2、NO，口 Hg°，生成气态二价汞、二氧化氮、三氧化硫、硫酸和硝酸，在尾部的湿法脱硫系统中被吸 收脱除，经过净化烟气经过烟囡排入大气。 专利技术人采用电子自旋共振技术检测后发现，紫外光有效辐射强度设置的太低将 无法生成足够浓度的自由基氧化脱除污染物，但紫外光辐射强度太高将会导致系统的能 耗大幅度提高，降低系统的经济性。因此，位于撞击床内的紫外光有效辐射强度为30 μ W/ Cm2-400 yW/Cm2。紫外线有效波长如果选择太短，则紫外光在反应器内的传播距离太短， 单位功率下的污染物处理量大大降低，无法满足基本的处理要求，但紫外光波长如果选择 的太长，紫外光子的能量将明显降低，低能量的紫外光子无法破坏过氧化物的分子键，从而 无法产生足够浓度的自由基氧化脱除污染物。经过综合检测分析后发现，紫外线有效波长 为 180nm_365nm。 由于撞击床的烟气入口温度过高会导致过氧化物发生提前自分解，但如果温度太 低又将引起催化剂粘结并结块，导致催化剂和污染物之间的接触面积大幅度减少，进而影 响脱除效率。因此，所述的烟气经过降温器降温，撞击床的烟气入口温度控制在60-160°C。 液气比过低，污染物的脱除效率太低，无法满足环保要求，但液气比设置太高，循环泵功率 过大会导致系统能耗增加。专利技术人经过系统的实验和理论后研宄发现，烟气与过氧化物溶 液的有效液气比为0. 2-3. 0L/m3。 过氧化物浓度太低无法释放充足的自由基氧化脱除污染物，但一次投放太高浓度 的过氧化会导致额外的自分解和副反应，自分解会导致过氧化物氧化剂消耗严重，增加运 行成本，副反应会导致反应产物中产生各种有害成分，影响最终产物的循环利用。经过专利技术 人的实验和检测分析后发现，过氧化物的最佳浓度位于0. 2mol/L-2. Omol/L之间。过氧化 物溶液的pH太高会导致过氧化物加速自分解而消耗，增加应用成本，但pH过低时会抑制化 学吸收平衡，导致污染物脱除效率保持在低水平，无法满足环保指标。专利技术人经过系统的实 验研宄、理论研宄和检测分析后发现，溶液的最佳pH位于1. 0-6. 5之间。 溶液温度过高会导致过氧化物发生提前自分解浪费昂贵的氧化剂，但如果温度过 低则会降低化学反应速率，且催化剂在加湿后的结块率会增高，从而降低污染物与催化剂 之间的接触面积。70-95?是专利技术人根据正交实验和综合分析后获得的最佳溶液温度，超过 该溶液温度后过氧化物分解速率大幅度增加，污染物的脱除效率大幅度下降。因此，最佳的 溶液温度为70-95 °C。 优选的反应条件参数，烟气中的S02、^,与取0浓度分别为2000ppm，400ppm以及 50 μ g/m3,撞击床的烟气入口温度为100°C，液气比为I. 5L/m3,氧化铁投加量为0. 2kg/m3， 双氧水浓度为1.0 mol/L，溶液pH为3. 4,溶液温度为70°C，紫外光有效辐射强度为65 μ W/ cm2,紫外线有效波长为254nm。 优选的反应条件参数，烟气中的S02、 及50 μ g/m3,撞击床的烟气入口温度为100°C，液气比为0. 5L/m3,氧化铁投加量为0.1 kg/ m3,过硫酸铵本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于自由基预氧化结合湿法吸收的同时脱硫脱硝脱汞方法，其特征在于：来自排放源的烟气经由风机引入降温器，经过降温的烟气进入混合器，催化剂也由催化剂储存塔引入混合器，烟气与催化剂在混合器中气固混合，混合器设有两个出口分别通过管道与撞击床连接，烟气通过上述两个管道进入撞击床中同轴对向布置的高速喷嘴，在撞击床中发生撞击；过氧化物溶液通过喷雾器喷入撞击床内，三股气流在撞击床内发生撞击混合；位于撞击床内的紫外灯发射出紫外光，紫外光有效辐射强度为30μW/cm2‑400μW/cm2，紫外线有效波长为180nm‑365nm；紫外光联合催化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基在撞击床中氧化脱除SO2﹑NOx和Hg0，生成气态二价汞﹑二氧化氮﹑三氧化硫﹑硫酸和硝酸，在尾部的湿法脱硫系统中被吸收脱除，经过净化烟气经过烟囱排入大气。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘杨先，张军，阮小娇，刘勇，
申请(专利权)人：南京朗洁环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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