本发明专利技术公开了一种外加电场强化铁碳电解烟气脱硝装置及方法，其包括盛有反应液的反应容器，结构要点是反应容器的中部设有浸没反应液中的铁板组和碳板组，铁板组焊接连接电源正极，碳板组焊接连接电源负极，铁板组和碳板组的上方设有浸没反应液中的搅拌装置，反应容器的底部设有均匀分布的曝气头，曝气头将含有NOx的废气从反应容器底部自下而上通入反应容器中。同时，通过外加电场提高体系内亚铁离子的释放量，以提高对烟气中氮氧化物的去除效果。本发明专利技术通过铁板和碳（铜）板在常温常压下吸收脱除废气中的NOx，并充分利用废气中的氧气，降低废气治理成本，提高NOx的去除率，实现NOx的达标排放，可同步脱硫，达到脱硫脱硝一体化，且工艺简单操作方便，原材料廉价且来源广泛；该方法对废气中氮氧化物的脱除效率高，无副产物不会造成二次污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于尾气处理领域，具体涉及一种废气脱硝的方法。该方法操作简便，处理 效果良好，对进一步探索工业实际应用条件具备一定的可借鉴性。
技术介绍
氮氧化物（NOx)是化学工业、国防工业、电力工业以及锅炉和内燃机等排放气体中 有毒物质之一，是造成大气污染的主要污染源之一，也是直接导致我国各地阴霾天、臭氧破 坏、空气污染的重大因素。但国内的脱硝技术尚不成熟，对NOx的污染的治理也相对滞后， 相应的脱硝市场发展暂时比较缓慢。废气脱氮技术的发展是一个亟待解决的重大课题。为 此，研宄和开发具有处理效果好、投资及运行费用低、无二次污染等优点的烟气脱氮新技术 迫在眉睫。 通常所说的呢主要包括勵、勵2、队〇5、队〇、队〇 3等几种，其中主要是勵和勵2。目 前研宄讨论较多的脱除技术主要有催化还原法、催化分解法、低温吸附法和液体吸收 法等。这些方法主要受到反应速度慢、反应条件要求高、氧化困难、吸附剂再生困难和成本 高等因素的限制，在实际工业应用中存在一定的问题。亚铁离子（Fe2+)法是近年来一些学 者比较关注的一项脱除废气中NOx的技术，目前研宄较多的是利用硫酸亚铁（FeSO4)溶液中 的Fe2+对NOx中的NO和NO2进行络合和吸收。但存在如下缺陷： I、FeSO4溶液配置困难，且随着反应的进行有效成分Fe2+逐渐消耗会导致溶液失效，更 换溶液在工业生产中较难实现且成本很高，另外，被络合的NOx可能会有重新释放的危险， 因此该方法在实际应用中还存在一定的局限性；2、传统铁碳法主要应用于废水脱氮，其中 使用的铁肩和碳粒容易板结失效，工业应用有局限。【专利技术内容】 为了解决现有技术中亚铁离子（Fe2+)溶液法在反应中不足的技术问题，本专利技术的 技术思路是综合铁碳电解原理和FeSO4溶液对烟气中NOx的脱除原理，考虑传统铁碳法中铁 肩和碳粒容易板结失效，工业应用有局限的现状，故选用铁板和碳(铜)板电解生成Fe2+溶液 法来强化处理NOx，实现对于废气中NOx的有效脱除。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，外加电场强化铁碳电解烟气脱硝装 置，包括盛有反应液的反应容器，其结构要点是反应容器的中部设有浸没反应液中的铁板 组和碳板组，铁板组焊接连接电源正极，碳板组焊接连接电源负极，铁板组和碳板组的上方 设有浸没反应液中的搅拌装置，反应容器的底部设有均匀分布的曝气头，曝气头将含有NOx 的废气从反应容器底部自下而上通入反应器中。 优选地，反应容器中的反应液为pH值为3-5的稀硫酸溶液，稀硫酸可由烟气中的 二氧化硫提供，烟气中的硫、硝同时脱除，一举两得，成本最低。 优选地，碳板组为石墨碳板组。 外加电场强化铁碳电解烟气脱硝的方法，将铁板组和碳板组浸入pH值为3- 5的 稀硫酸溶液中，其中铁板组焊接电线连接电源正极，碳板组焊接电线连接电源负极，铁板组 和碳板组位于反应容器中部，在溶液液面下方，铁板组和碳板组上方设有搅拌装置，通过搅 拌混匀溶液，将含NOx的废气通过均匀分布在反应容器底部的曝气头从容器底部自下而上 通入反应容器以延长气体与溶液的接触时间，从溶液中通过后溢出水面排出容器。 进一步改进技术方案，还可以在两极板组上外加电场，外加电场的电流强度为 50-200mA，产生大量活性铁离子Fe2+;即通过外加电场提高体系内亚铁离子的释放量，以 提高对烟气中氮氧化物的去除效果。可同步脱除废气中的二氧化硫气体，达到同步脱硫脱 硝效果。 优选地，外加电场的电流强度为50- 100mA。 优选地，所述％为NO和NO2的混合物。 改进技术方案，所述的碳板组可由铜板组替换，铜板组作为惰性电极，在反应体系 中可以替代碳板组连接电源负极，并且铜与铁之间的电位差较铁碳间更大，更有利于电解 反应，效果更好。 废气中的二氧化硫成为脱硝中的反应液原料，可实现脱硫、脱硝一体化。 本专利技术的有益效果： 1、相比铁肩和碳粒，铁板和碳板容易更换清洗，操作更为简单，更适于工业实际应用。 利用电解原理使得铁板在酸性溶液中不断溶出Fe2+离子，并且外加电场促进Fe2+离子的释 放，使得反应液中能够持久大量产生脱除烟气中NOx的主要成分Fe2+离子并外加搅拌设备 扰动，使得气体与反应液充分接触，达到烟气脱氮的目的。 其反应原理如下： 阳极（Fe) :Fe- -?Fe2+,E0 = 0. 44V 阴极（C) :2H+ + 2丨--? 2--?H2f,E0 = (H+/H2) = 0. 0V 酸性条件下，有O2存在时： O2 + 4H+ + 4e_ -? 2H20,E0=L23V O2 + 2H+ + 2e_ -?H2O2,E0 =0. 68V 由反应式可知，引入外加电场，会进一步扩大反应电极电位，从而释放出更多的高活性Fe2+和。在整个反应体系中会发生以下几类反应： (1)氧化还原作用 电解反应中产生的了初生态的Fe2+和新生态，具有很高的化学活性，可以与烟气中 的成分发生系列的氧化还原反应，从而使其结构和特性发生改变。此外，酸性有氧条件下内 电解可产生H2O2，可与内电解过程中产生的亚铁离子构成类Fenton试剂，在亚铁的催化作 用下发生Fenton反应可产生强氧化性羟基自由基，可将NO氧化成NO2，进而提高烟气中NOx 的去除率。 (2)电化学富集作用 反应体系内铁与碳之间形成了无数个小的原电池，其周围就产生了一个电场，反应溶 液中的胶体和带电离子处在原电池电场下，产生电泳从而在电极上絮凝沉积，有利于反应 溶液中杂质的去除。 (3)絮凝吸附及共沉淀作用 内电解反应系统中产生的Fe2+和Fe3+，在溶液pH> 6.5且有氧气存在时会形成' 5+、' [Fe7 (0^ 用。 反应体系中NO的去除机理如下： ? OH+NO-HONO 2H02 ? + 2N0 - 2HN02>O2 ? OH+N02-NO3>H+ 2H02 ? + 2N02- 2N0 3>O2+ 2H+ ? OH+NO2^NO2+or ? OH+HONO-NO2+H2O 2、由于多种工业废气中同时含有二氧化硫（SO2)，利用SO2溶于水的特性，本专利技术可以 同时去除废气中当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
外加电场强化铁碳电解烟气脱硝装置，包括盛有反应液的反应容器（1），其特征在于：反应容器（1）的中部设有浸没反应液中的铁板组（2）和碳板组（3），铁板组（2）焊接连接电源正极（4），碳板组（3）焊接连接电源负极（5），铁板组（2）和碳板组（3）的上方设有浸没反应液中的搅拌装置（6），反应容器（1）的底部设有均匀分布的曝气头（7），曝气头（7）将含有NOx的废气从反应容器（1）底部自下而上通入反应容器（1）中。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈坚，张立新，王辉，张晨宇，毕垒，郗凤明，安婧，朱晓琦，王广明，孟凡东，郑殿炜，赵玉梅，吕菲，
申请(专利权)人：国惠环保新能源有限公司，中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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