本实用新型专利技术涉及一种光辐射臭氧/双氧水同时脱硫脱硝脱汞系统，所述的系统是采用紫外光联合臭氧/双氧水产生强氧化性的羟基自由基在撞击床中氧化脱除SO2﹑NOx和Hg0。来自锅炉的部分烟气与部分臭氧/双氧水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/双氧水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。紫外光辐射分解臭氧/双氧水产生强氧化性的羟基自由基氧化SO2﹑NOx和Hg0生成可资源化利用的二价汞﹑硫酸和硝酸。该系统能够实现硫﹑氮﹑汞一体化脱除，且没有二次污染，具有广阔的市场应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及大气环保领域，具体涉及一种光辐射臭氧/双氧水同时脱硫脱硝 脱汞系统。
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S02、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
本技术涉及一种光辐射臭氧/双氧水同时脱硫脱硝脱汞系统，所述的系统是 采用紫外光联合臭氧/双氧水产生强氧化性的羟基自由基在撞击床中氧化脱除S0 2、NO x 和 Hg0〇 本技术的脱除系统的原理及反应过程： 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 自由基。因此，该系统首先是释放了具有强氧化性的羟基自由基，具体过程可用如下的化学 反应⑴-(5)表示： 2、产生的强氧化性的羟基自由基可将烟气中的S02、NO jPHg °氧化生成二价汞 、硫酸和硝酸混合溶液。具体过程可用如下反应（6)_(8)表示： aX0H+bS02 cH2S04+other products (6) aXOH+bNO cHN03+other products (7) aXOH+bHg0 cHgO+other products (8) 3、氧化产生的二价汞、硫酸和硝酸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，而剩余的硫酸和硝 酸混合溶液可通过添加铵生成硫酸铵和硝酸铵农业肥料。该系统能够实现硫、氮、汞一体 化脱除，且反应产物可资源化利用，具有广阔的市场应用前景。 为实现以上目的，本技术采用的技术方案如下： 一种光辐射臭氧/双氧水同时脱硫脱硝脱汞系统，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、循环泵、储液罐 、烟囱和产物后处理系统；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 套管及双氧水出口；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双氧水溶液入口，另一端设有雾化喷嘴； 双氧水的储液罐的入口与撞击床底部的双氧水的出口连接，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-60cm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。溶液导管一端带有双氧水溶液入口，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-150cm之间，烟气加速管的最佳长度D位于50cm-130cm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15 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_30m/s 之间。 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。双氧水经过溶液导管顶部的雾化喷嘴雾化后产生雾化液滴。臭氧与烟气混合 后经气体加速管加速后携带雾化液滴与对面同样的气流相互撞击。紫外光辐射臭氧/双氧 水产生强氧化性的羟基自由基在撞击床中氧化脱除烟气中S0 2、NO JPHg °生成可资源化 利用的二价汞、硫酸和硝酸。产生的二价汞、硫酸和硝酸混合溶液由出口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50-110°C，有效液气比为0. 2-3. 5L/m3,双氧水的最 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 y W/cm2-500 y W/cm2， 紫外线有效波长为160nm-365nm。烟气中S02、NO x、Hg°的含量分别不高于8000ppm、 2000ppm、 300yg/m3。 本技术的优点及显著效果： (1)专利号为201310683135. 8的中国专利提出了一种基于喷淋塔的光活化过硫 酸盐同时脱硫脱硝脱汞系统，但由于喷淋塔的传质速率低，无法满足自由基引发的快速反 应，导致污染物脱除效率不高，而本技术提出的光化学撞击床具有极强的传质速率，能 够明显提高传质速率，从而大幅度提高污染物的脱除率。本技术所述系统能实现so 2、 NOx、Hg三种污染物的100%脱除率即证明了该系统出色的脱除性能。 (2)专利号为201010296492. 5的中国专利提出了一种利用光辐射过氧化氢产生 自由基的同时脱硫脱硝系统，但该系统只能同时脱硫脱硝，无法实现脱汞，而本技术可 以在一个反应器内实现S0 2、NO x、Hg三种污染物的同时脱除，因而能够降低系统的初投 资和运行费用。随着人类对环保要求的不断提高，本技术的这一优势将得到逐渐凸显。 另外，该专利所述的脱除方法和工艺采用的是传质速率很低和市场应用潜力小的鼓泡塔反 应器，而本技术提出的光化学撞击床具有极强的传质速率，能够明显提高传质速率，从 而大幅度提高污染物的脱除效率。【附图说明】 图1一种光辐射臭氧/双氧水同时脱硫脱硝脱汞系统中捕获的羟基自由基ESR光 普图。 图2是本技术系统的工艺流程和结构图。 图3是本技术系统的产物后处理装置及流程图。 图4是本技术撞击床内撞击器和紫外灯管相邻两组布置的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光辐射臭氧/双氧水同时脱硫脱硝脱汞系统，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﹑烟囱和产物后处理系统；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双氧水出口；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双氧水溶液入口，另一端设有雾化喷嘴；双氧水的储液罐的入口与撞击床底部的双氧水的出口连接，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，郝建刚，张军，
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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