本发明专利技术涉及一种光催化氧化结合双循环吸收的烟气净化装置及方法。第一烟气换热器设置在空预器和静电除尘器之间的烟道内，用以输送复合氧化剂，复合氧化剂吸收烟气的热量雾化后，在光助催化活化反应器内催化活化，产生多种自由基与脱硫脱碳后的烟气接触，进行多污染物原位氧化反应，将NO转变为高价态NOx，将Hg0氧化为Hg2+，NOx、Hg2+随烟气进入第二级喷淋塔内，第一级喷淋塔的废液上清液与第二级吸收液混合形成复合吸收液，复合吸收液吸收脱除NOx、Hg2+，并进一步脱除SO2、CO2；两级喷淋塔的固相干燥、结晶得到腐植酸晶体，液相利用烟气加热干燥析出反应产物，包括硫酸钾、碳酸钾、硝酸钾和亚硝酸钾等农业常用化肥，有利于资源化利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟气净化
，特别涉及一种光催化氧化结合双循环吸收的烟气 净化装置及方法。
技术介绍
近年来，由于电站锅炉、工业锅炉和民用锅炉的数量大幅提高，燃煤烟气污染物排 放量呈现爆发式增长，导致我国雾霾频发，严重危害了人民健康和生态环境。燃煤烟气污染 物主要包括颗粒物、S0 2、N0x和痕量重金属(Hg、As等）等，并且还有大量的温室气体如⑶2和 VOCs0 与工业锅炉和民用锅炉相比，电站锅炉对上述大部分污染物均采取了有效的控制 措施，其中，主流脱硫技术为湿式石灰石-石膏工艺(WFGD)，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。主要的脱硝技术为选择性催化还原 脱硝（SCR)技术，但传统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为目前通用的 脱汞方法，但其存在成本高、废弃活性炭难以回收利用等问题。上述技术对各自污染物均有 相当的脱除效率，在一定程度上满足了当下排放标准，但这种串联式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，研发新兴的 燃煤烟气多污染物协同脱除技术是我国能源行业可持续发展的需要。 需要指出的是，传统脱硝过程是一种较为消极的处理方式，这是因为NOx是一种潜 在资源，而SCR脱硝的原理是利用NH3还原NOx转化为他和出0。从氨气利用角度来说，SCR脱硝 也仅是权宜之计:氨气是工业生产中重要的基础原料，合成氨反应(N 2+3H2 = 2NH3)是极其重 要的化工反应，其能耗较高，而在氨气的利用途径中，用于SCR脱硝的氨气每年要数以万吨 计，最终NH 3又转化为N2,这相当于是能源的二次消耗，也是一种巨大的资源浪费。 近年来，以优化双循环脱硫系统为代表的超低排放技术已在部分电厂得到了应 用，其在高效脱除SO2方面实现了突破，然而该系统对燃煤烟气中其他污染物的控制较少。 本专利技术拟对传统双循环系统进行优化改进来实现多污染物协同脱除的目的。
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催化氧化结合双循环吸收的烟气净化装 置及方法。 -种光催化氧化结合双循环吸收的烟气净化装置，第一烟道10连通至静电除尘器 4的烟气入口，静电除尘器4的烟气出口通过第二烟道11连通至第一级喷淋塔5的烟气入口， 第一级喷淋塔5的烟气出口依次通过第三烟道12和增压风机6连通至第二级喷淋塔7的烟气 入口，第二级喷淋塔7的烟气出口经高效除雾器连接至烟囱； 第一烟道10内设置第一烟气换热器2,所述第一烟气换热器2采用大管21内套小管 22的结构，所述小管22的管壁上间隔设有缺口 23,缺口 23处设有圆形孔板24,所述孔板24固 定在小管22的内壁上，其外径等于小管22的内径;第二烟道11内设置第二烟气换热器2'，所 述第二烟气换热器2'为单管程结构； 第一烟气换热器2的小管22入口与空压机系统8相连，大管21入口与氧化剂储罐1 相连，大管21出口与光助催化活化反应器3的入口相连，光助催化活化反应器3的出口连接 至第一级喷淋塔5的烟气出口；所述光助催化活化反应器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; 第一级喷淋塔5的废液出口连接至第二液固分离器9'，第二液固分离器9'的液相 出口连通至第二级喷淋塔7的吸收液入口，第二液固分离器9'的固相出口和第二级喷淋塔7 的废液出口分别连通至第一液固分离器9,第一液固分离器9的液相出口连通至第二烟气换 热器2'的入口。 所述光助催化活化反应器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器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。 所述第一烟气换热器2包括左右两端的盘管段和中部的直管段;所述第二烟气换 热器W包括左右两端的盘管段和中部的直管段。 所述缺口 23的间距为10-15cm;所述孔板24上含有多个孔，孔隙率为80%。 -种光催化氧化结合双循环吸收的烟气净化装置净化烟气的方法，空压机系统8 向第一烟气换热器2的小管22内输送压缩空气，氧化剂储罐1向大管21内注入复合氧化剂， 压缩空气由缺口 23不断流出和进入小管22而进入或流出复合氧化剂溶液中，压缩空气通过 缺口 23和孔板24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，热烟气在流经第一烟道10时，与第一烟气换热器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器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器3 的出口喷出，进入第一级喷淋塔5的烟气出口；同时，烟气依次经第一烟气换热器2换热、静 电除尘器4除尘、第二烟气换热器2'换热后，进入第一级喷淋塔5内，由第一级吸收液对烟气 脱硫脱碳后，烟气与自由基在第一级喷淋塔5的烟气出口接触，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，将Hg 0氧化为Hg2+，NOx、Hg2+随烟气经增压风机6加压 后进入第二级喷淋塔7内； 同时，第一级喷淋塔5的废液进入第二液固分离器9'进行液固分离，液相进入第二 级喷淋塔7，与第二级吸收液混合形成复合吸收液，复合吸收液吸收脱除N0x、Hg 2+，同时SO2、 CO2进一步被吸收脱除，烟气经过高效除雾器除雾后，由烟囱排入大气； 第二液固分离器V的固相和第二级喷淋塔7的废液进入液固分离器9进行液固分 离，固相干燥、结晶得到腐植酸晶体，液相进入到第二烟气换热器2'中，由第二烟道11内的 烟气加热干燥析出反应产物，包括硫酸钾、碳酸钾、硝酸钾和亚硝酸钾，其均为农业生产常 用化肥； 所述复合催化剂为含有H2O2和添加剂的混合溶液，以质量浓度计，H2O 2为20-30wt %，添加剂为5-10wt % 的K2S2Os和/或0 · 5-2wt % 的KBr，溶液pH为4 · 5-6 · 5; 所述第一级吸收液为质量浓度为15-20wt%的腐植酸钾溶液，pH为12-13; 所述第二级吸收液为质量浓度为l_3wt%的KOH溶液，pH为9-10。所述光助催化活化反应器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，使得复合氧化剂在光助催 化活化反应器3中均匀分布。 所述雾状液滴的粒径为50_60μπι。 工况条件如下： (1)复合氧化剂溶液加入量与烟气流量的液气比为15-20L/万m3; (2)压缩空气进口压力为2_4kg，压缩空气与复合氧化剂溶液的流量比为（50- 150):1; (3)光催化活化反应器3内的能量密度为0.9-1.4KW/m3; (4)第一级喷淋塔5入口烟气温度为80_100°C;第一级吸收液加入量与烟气流量的 液气比为l〇-15L/m 3;反应温度为60-70°C;烟气停留时间为3-4s; (5)第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光催化氧化结合双循环吸收的烟气净化装置，其特征在于，第一烟道(10)连通至静电除尘器(4)的烟气入口，静电除尘器(4)的烟气出口通过第二烟道(11)连通至第一级喷淋塔(5)的烟气入口，第一级喷淋塔(5)的烟气出口依次通过第三烟道(12)和增压风机(6)连通至第二级喷淋塔(7)的烟气入口，第二级喷淋塔(7)的烟气出口经高效除雾器连接至烟囱；第一烟道(10)内设置第一烟气换热器(2)，所述第一烟气换热器(2)采用大管(21)内套小管(22)的结构，所述小管(22)的管壁上间隔设有缺口(23)，缺口(23)处设有圆形孔板(24)，所述孔板(24)固定在小管(22)的内壁上，其外径等于小管(22)的内径；第二烟道(11)内设置第二烟气换热器(2＇)，所述第二烟气换热器(2＇)为单管程结构；第一烟气换热器(2)的小管(22)入口与空压机系统(8)相连，大管(21)入口与氧化剂储罐(1)相连，大管(21)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)的出口连接至第一级喷淋塔(5)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)；第一级喷淋塔(5)的废液出口连接至第二液固分离器(9＇)，第二液固分离器(9＇)的液相出口连通至第二级喷淋塔(7)的吸收液入口，第二液固分离器(9＇)的固相出口和第二级喷淋塔(7)的废液出口分别连通至第一液固分离器(9)，第一液固分离器(9)的液相出口连通至第二烟气换热器(2＇)的入口。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅，郝润龙，白艳英，
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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