本发明专利技术涉及一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置及方法。烟气余热利用及雾化发生装置布置在空预器与静电除尘器之间的管道内，其采用大管套小管的结构，大管输送复合氧化剂，小管内的压缩空气使复合氧化剂形成沸腾状态，同时热烟气与复合氧化剂发生换热，使复合氧化剂被雾化成超细液滴，雾化复合氧化剂进入光助催化活化反应装置被催化活化，产生多种自由基从光助催化活化反应装置的出口喷出，与除尘后的烟气接触，将烟气中的NO转变为高价态的NOx，将Hg0氧化为Hg2+，NOx、Hg2+和SO2随烟气进入吸收装置被吸收脱除，实现脱硫脱硝脱汞的高效、协同，脱除产物为高品质复合肥，有利于资源化利用，具有较高的经济和环境效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟气净化
，特别涉及一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物 的装置及方法。
技术介绍
我国大气污染属于典型的煤烟型污染，其中二氧化硫、氮氧化物和重金属是燃煤 烟气的标志性污染物，二氧化硫和氮氧化物是酸雨的主要来源，氮氧化物亦是形成光化学 烟雾的最主要前驱物之一，而单质汞具有毒性强、形态稳定且难生物降解的特点。近年来， 由于燃煤烟气中二氧化硫、氮氧化物和重金属的排放量显著提高，导致我国雾霾频发，严重 危害了人民健康和生态环境。 我国燃煤电厂采用的主流烟气脱硫技术为湿式石灰石-石膏工艺(WF⑶），该工艺 具有技术成熟、脱硫效率较高、煤种适应范围宽、处理烟气量大等优点，但存在系统复杂、能 耗高等不足，并且95%的脱硫效率无法满足特别地区50mg/m 3的排放浓度限值。而传统SCR 催化剂存在成本高、寿命短的问题，并且氨逃逸、催化剂中毒和废弃催化剂难处理等也成为 SCR脱硝技术发展的瓶颈。活性炭吸附脱汞方法存在成本高、废弃活性炭难以回收利用等问 题。同时，这种分级处理方式存在占地面积大、系统运行稳定性较差、设备能耗偏高和二次 污染等诸多问题因此，因此，研发新兴的燃煤烟气多污染物一体化脱除技术，既是"资源节 约型、环境友好型"社会建设的需要，也是我国能源行业可持续发展的需要。 就一体化脱除技术而言，氧化法更具优势。电力生产过程中，燃煤烟气中90-95% 的NOx是NO，其水溶性差无法被吸收剂吸收，导致脱硝效率较低，而NO 2、N〇3和N205等水溶性 较强；因此，实现NO在气相中的快速氧化是脱硝的关键。对汞而言，颗粒态汞和氧化态汞可 被电除尘器和湿法脱硫等现有污染物控制设备协同脱除，脱汞的关键是Hg t3的脱除，因此， 将Hgt3于气相中快速氧化为Hg2+是实现脱汞的重点。基于氧化法原理，利用火电厂现有污染 物控制装置，并对其进行布局优化，进而实现多污染物一体化脱除是经济高效且符合我国 国情的发展方向之一。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提供了一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置 及方法。 -种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置，烟气管路11连通至静电除尘器4 的烟气入口，静电除尘器4的烟气出口通过管路12连通至吸收装置5,烟气管路11内设置烟 气余热利用及雾化发生装置2,所述烟气余热利用及雾化发生装置2采用大管23内套小管24 的结构，所述小管24的管壁上间隔设有缺口25,缺□处设有孔板26,所述孔板26固定在小管 24的内壁上，其外径等于小管24的内径，小管24的入口与空压机系统广相连，大管23的入口 与氧化剂储罐1相连，大管23的出口与光助催化活化反应装置3的入口相连，光助催化活化 反应装置3的出口连接至静电除尘器4的烟气出口；所述光助催化活化反应装置3为圆筒结 构，其内部阵列排布有石英管33，石英管33内套有UV灯管32;吸收装置5的烟气出口经高效 除雾器连接至烟囱。 所述光助催化活化反应装置3的入口处设有锥形气流分布装置31。 所述光助催化活化反应装置3的圆筒结构，由外至内依次包括钢质外壳、保温层、 隔离层和防腐层。 所述烟气余热利用及雾化发生装置2采用钛钢材质，包括左右两端的盘管段21和 中部的直管段22。 所述缺口 25的间距为10-15cm;所述孔板26上设有多个孔，空隙率为80%。 -种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置净化烟气的方法，空压机系统1'向 所述烟气余热利用及雾化发生装置2的小管24内输送压缩空气，氧化剂储罐1向大管23内注 入复合氧化剂溶液，压缩空气由缺口 25不断流出和进入小管24而进入或流出复合氧化剂溶 液中，压缩空气通过缺口 25和孔板26流动过程中形成剧烈紊流效应，不断挠动复合氧化剂 溶液，使复合氧化剂溶液在大管23中形成沸腾状态；同时，火电厂空预器输出的热烟气在流 经烟气管路11时，与烟气余热利用及雾化发生装置2发生换热，使大管23中的液相复合氧化 剂在沸腾的同时，被雾化而变成雾状液滴，进而增大气液接触面积； 雾化复合氧化剂进入光助催化活化反应装置3,阵列UV灯管32产生的辐射穿过内 嵌石英管33对复合氧化剂进行催化活化，产生多种自由基，自由基从光助催化活化反应装 置3的出口喷出，进入静电除尘器4的烟气出口与烟气接触进行多污染物原位氧化反应，将 烟气中的NO转变为高价态的NOx，包括吣 2、吣3、吣05，将取()氧化为取2+，1^、取 2+和302随烟气 进入吸收装置5被吸收脱除，烟气再经过高效除雾器除雾后，由烟肉排入大气； 以质量浓度计，所述复合催化剂溶液为含有30-50wt %的H2O2、0-2wt % CH3COOOH和 0.01-0.5wt %的添加剂的混合水溶液，所述添加剂为NaBr、NaCl、HBr、HCl、HF中的一种以 上，所述复合催化剂溶液的pH为5-6; 以质量浓度计，吸收装置5内的吸收液为含有5-l〇Wt%的Mg0、0_5wt%的KCl和 0 · 5-2wt %的KOH的吸收浆液，吸收液的pH为8-10。 所述雾状液滴的粒径为50-60μπι。 所述光助催化活化反应装置3的入口处设有锥形气流分布装置31，雾化复合氧化 剂由所述锥形气流分布装置31导流，使雾化复合氧化剂产生湍流，使复合氧化剂在光助催 化活化反应装置3中均匀分布。 所述复合催化剂为H202/NaBr7jC溶液:H 2O2与NaBr的质量浓度比为（40-50): (0.0卜 0.1)，溶液 pH 为 5.5-6; 或所述液相复合催化剂为H202/NaCl水溶液= H2O2与NaCl质量浓度比为（40-50): (0.3-0.5)，溶液 pH 为 5-6; 或所述液相复合催化剂为H202/CH3C000H/HBr7K溶液：H 2O2、CH3COOOH和HBr的质量 浓度比为(30-35): (0 · 5-2): (0 · I-0 · 3)，溶液pH为5-6; 或所述液相复合催化剂为H202/CH3C000H/HF水溶液:H 2〇2、CH3COOOH和HF的质量浓 度比为(30-35) :(0.5-2): (0.05-0.2)，溶液pH为5-5.5; 或所述液相复合催化剂为H202/CH3C000H/HC1 :H2〇2、CH3COOOH和HCl的质量浓度比 为(35-40) :(1-2) :(0.3-0.5)，溶液pH为5-5.5。 所述液相复合氧化剂的制备过程为：将氧化剂H2O2和/或CH3COOOH,与添加剂按照 比例混合，然后用水将其稀释到规定浓度。上述多种复合氧化剂具有较强的稳定性，在12h 内无显著的气体释放现象，有利于复合氧化剂制备及其储存系统的安全运行。 工况条件如下： (1)烟气余热利用及雾化发生装置2内的温度范围为100_130°C; (2)复合氧化剂加入量与烟气流量的液气比为10-25L/万m3; (3)压缩空气进口压力为2_4kg，与复合氧化剂的流量比为(50-150):1; (4)光助催化活化反应装置3内的辐射能量密度为0.64-1.28KW/m3; (5)管路12为烟气多污染物氧化反应段，其中烟气停留时间为l_2s; (6)吸收装置5内，吸收液与烟气流量的液气比为10-15L/m3;反应温度为40~60 0C。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置，烟气管路(11)连通至静电除尘器(4)的烟气入口，静电除尘器(4)的烟气出口通过管路(12)连通至吸收装置(5)，其特征在于，烟气管路(11)内设置烟气余热利用及雾化发生装置(2)，所述烟气余热利用及雾化发生装置(2)采用大管(23)内套小管(24)的结构，所述小管(24)的管壁上间隔设有缺口(25)，缺口处设有孔板(26)，所述孔板(26)固定在小管(24)的内壁上，其外径等于小管(24)的内径，小管(24)的入口与空压机系统(1＇)相连，大管(23)的入口与氧化剂储罐(1)相连，大管(23)的出口与光助催化活化反应装置(3)的入口相连，光助催化活化反应装置(3)的出口连接至静电除尘器(4)的烟气出口；所述光助催化活化反应装置(3)为圆筒结构，其内部阵列排布有石英管(33)，石英管(33)内套有UV灯管(32)；吸收装置(5)的烟气出口经高效除雾器连接至烟囱。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郝润龙，赵毅，袁博，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13
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