基于可见光的烟气脱汞方法及其环喷式脱汞装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于可见光的烟气脱汞方法及其环喷式脱汞装置，本发明专利技术是含有复合型催化剂Ag/AgBr1‑xIx‑BiOBr1‑xIx（x=0.6～1）的反应液经可见光照射后释放出羟基自由基•OH、超氧负离子自由基•O2−和空穴h+，它们均具有强氧化性，能够将烟气中的Hg0氧化成Hg2+，从而将Hg0以Hg2+的形式脱除，达到烟气脱汞的目的。本发明专利技术的脱汞装置为环喷式脱汞装置，含汞烟气从反应器下部进入，自下而上流动，反应器中部的中央石英玻璃管内设置可见光源，环喷管以中央石英玻璃管为中心环形布置，反应液由环喷管向中央石英玻璃管喷射，即，反应液由外向内喷射，脱汞后的烟气从反应器顶端设置的排气口排出。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于环境污染防治
，具体涉及一种基于可见光的烟气脱汞方法及其环喷式脱汞装置。
技术介绍
：2012年1月1日实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GBl3223-2011)首次明确规定了汞的排放要求，即，自2015年1月1日起，汞及其化合物排放量限制为0.03mg/m3。随后我国发布的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》也提出将开展大气汞排放污染防治工作，深入发展大气汞排放监测和控制试点，积极推进汞排放协同控制，编制燃煤、有色金属、水泥等重点行业大气汞排放清单，研究制定控制对策。可以看出，随着经济和社会的发展，我国开始重视燃煤汞污染的控制，加强燃煤电站烟气汞排放的控制势在必行。燃煤烟气中汞的存在形式主要有三种：单质汞（Hg0）、二价汞（Hg2+）和颗粒态汞（Hgp）。Hg0易挥发且不溶于水，与Hg2+和Hgp相比，Hg0很难从烟气中去除。Hg0的有效脱除是当今大气汞污染治理领域的难题。实际应用中，燃煤烟气或燃烧废气中汞的脱除装置主要有固定床吸附脱汞装置、喷射技术脱汞装置、常规污染物脱除设备等。固定床吸附脱汞装置需要安装特殊的吸附床，存在烟气流动阻力大的缺点；喷射技术脱汞装置的使用会增加飞灰的商业价值；常规污染物脱除设备对Hg0的脱除效果很不明显。一般地，固定床吸附脱汞装置和喷射技术脱汞装置的脱汞效果均较低，采用改性吸附剂虽然可以提高脱汞效率，但其运行成本会大幅增加。
技术实现思路
：综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本专利技术提供了一种基于可见光的烟气脱汞方法及其环喷式脱汞装置，它是利用复合型催化剂的反应液经可见光照射后释放出羟基自由基·OH、超氧负离子自由基·O2?和空穴h+，它们均具有强氧化性，能够将烟气中的Hg0氧化成Hg2+，从而将Hg0以Hg2+的形式脱除，达到烟气脱汞的目的。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于可见光的烟气脱汞方法，其中：包括如下工艺步骤：一、催化剂制备1）、取50～350毫升的冰乙酸加入到0～300毫升的去离子水中，均匀搅拌10～30分钟后加入amol的KI（a=0.12~0.2），磁力搅拌20～60分钟，加入0.5amol的硝酸铋和0.5amol的硝酸银，获得催化剂溶液，记为A溶液；2）、取50～350毫升的冰乙酸加入到0～300毫升的去离子水中，均匀搅拌10～30分钟后加入bmol的KBr（b=0~0.08），磁力搅拌20～60分钟，加入0.5bmol的硝酸铋和0.5bmol的硝酸银，获得可见光催化剂溶液，记为B溶液；3）、磁力搅拌下，将B溶液同A溶液混合，磁力搅拌20～60分钟后静置5～10小时，然后放置于60～150瓦紫外灯下光照20～40分钟，记为C溶液；4）、将步骤3）中制备的C溶液，用去离子水水洗至中性，放于干燥箱中60～80℃温度下干燥24～30小时，然后，研磨、筛分至100目上，得到复合型催化剂粉末；二、反应液制备将制备的复合型催化剂粉末与水按1～10:1000的重量比混合制成反应液；三、烟气脱汞将制备的反应液加入到可见光照射的脱汞装置中，含有复合型催化剂的反应液经可见光照射后释放出羟基自由基·OH、超氧负离子自由基·O2?和空穴h+，它们均具有强氧化性，在脱汞装置内，能够将烟气中的Hg0氧化成Hg2+，将烟气中的Hg0以Hg2+的形式脱除，达到烟气脱汞的目的。本专利技术的技术方案还可以是这样实现的：步骤一中制备的复合型催化剂为；步骤二中的反应液是复合型催化剂与水按5:1000的重量比混合制成。本专利技术的技术方案还可以是这样实现的：步骤一中制备的复合型催化剂为；步骤二中的反应液是复合型催化剂与水按7:1000的重量比混合制成。本专利技术的技术方案还可以是这样实现的：步骤一中制备的复合型催化剂为；步骤二中的反应液是复合型催化剂与水按10:1000的重量比混合制成。本专利技术的技术方案还可以是这样实现的：所述的脱汞装置为环喷式脱汞装置，包括反应器、中央石英玻璃管、循环泵、进气管、排气口、进液口、排液口、循环管、环喷管及喷洒头，所述的反应器下部连通进气管，所述的中央石英玻璃管穿装在反应器内，且中央石英玻璃管与反应器密封紧固连接，中央石英玻璃管内设置可见光源，所述的反应器内设置环喷管，环喷管以中央石英玻璃管为中心环形布置，所述的环喷管上设置有多个喷洒头，所述的反应器底端设置循环液出口，循环液出口通过循环管连通环喷管，所述的循环管上设置循环泵，所述的反应器的底端设置排液口，反应器的顶端设置进液口及排气口。本专利技术的技术方案还可以是这样实现的：所述的环喷管以中央石英玻璃管为中心自上而下螺旋盘绕在反应器内壁上，环喷管上均匀设置有多个喷洒头。本专利技术的技术方案还可以是这样实现的：所述的环喷管以中央石英玻璃管为中心分多层环形设置在反应器内壁上，每层环喷管上设置有至少七个喷洒头，喷洒头以中央石英玻璃管为中轴环形均匀分布。本专利技术的技术方案还可以是这样实现的：所述的反应器的内壁上设置有支撑板，环喷管放置在支撑板上，支撑板支撑环喷管。本专利技术的技术方案还可以是这样实现的：所述的反应器下部设置布气箱，布气箱连通进气管，进气管上设置单向阀，所述的布气箱的顶板上均匀设置有布气孔。本专利技术的技术方案还可以是这样实现的：所述的反应器的上部设置有除雾器。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术是含有复合型催化剂的反应液经可见光照射后释放出羟基自由基·OH、超氧负离子自由基·O2?和空穴h+，它们均具有强氧化性，能够将烟气中的Hg0氧化成Hg2+，从而将Hg0以Hg2+的形式脱除，达到烟气脱汞的目的。2、本专利技术利用光催化原理，卤化银AgX（X=Cl、Br或I）的光催化效果：AgX更容易吸收光子产生的电子—空穴对，而且，贵金属Ag等纳米粒子具有表面等离子体共振效应，在可见光范围内具有更强的吸收性。与卤化银AgX相比，卤氧化铋BiOX（X=Cl、Br或I）也具有较强的可见光响应特征，在污染物处理领域被广泛使用。与Cl相比，Br和I的卤化银和卤氧化铋的禁带宽度更小，它们更容易产生电子—空穴对，活性更强。可见光照射后，卤化银和卤氧化铋会释放出强氧化性的羟基自由基·OH、超氧负离子自由基·O2?和空穴h+，它们会将Hg0氧化Hg2+脱除。3、本专利技术采用的复合型催化剂活性较强，使得强氧化性羟基自由基·OH的活性更强，且复合型催化剂成本降低，故本专利技术采用的烟气脱汞方法的脱汞效果好，脱汞成本低，能够有效的降低烟气净化成本，提高烟气净化...

【技术保护点】
一种基于可见光的烟气脱汞方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：一、催化剂制备1）、取50～350毫升的冰乙酸加入到0 ～300毫升的去离子水中，均匀搅拌10～30分钟后加入a mol的KI（a = 0.12~0.2），磁力搅拌20～60分钟，加入0.5a mol的硝酸铋和0.5a mol的硝酸银，获得催化剂溶液，记为A溶液；2）、取50～350毫升的冰乙酸加入到0～300毫升的去离子水中，均匀搅拌10～30分钟后加入b mol的KBr（b = 0~0.08），磁力搅拌20～60分钟，加入0.5b mol的硝酸铋和0.5b mol的硝酸银，获得可见光催化剂溶液，记为B溶液；3）、磁力搅拌下，将B溶液同A溶液混合，磁力搅拌20～60分钟后静置5～10小时，然后放置于60～150 瓦紫外灯下光照20～40分钟，记为C溶液；4）、将步骤3）中制备的C溶液，用去离子水水洗至中性，放于干燥箱中60～80℃温度下干燥24～30小时，然后，研磨、筛分至100目上，得到复合催化剂粉末；二、反应液制备将制备的复合催化剂粉末与水按1～10:1000的重量比混合制成反应液；三、烟气脱汞将制备的反应液加入到可见光照射的环喷式脱汞装置中，含有复合型催化剂的反应液经可见光照射后释放出羟基自由基•OH、超氧负离子自由基•O2—和空穴h+，它们均具有强氧化性，在脱汞装置内，能够将烟气中的Hg0氧化成Hg2+，将烟气中的Hg0以Hg2+的形式脱除，达到烟气脱汞的目的。...

【技术特征摘要】
1.一种基于可见光的烟气脱汞方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：
一、催化剂制备
1）、取50～350毫升的冰乙酸加入到0～300毫升的去离子水中，均匀搅拌10～30分钟
后加入amol的KI（a=0.12~0.2），磁力搅拌20～60分钟，加入0.5amol的硝酸铋和0.5a
mol的硝酸银，获得催化剂溶液，记为A溶液；
2）、取50～350毫升的冰乙酸加入到0～300毫升的去离子水中，均匀搅拌10～30分钟后
加入bmol的KBr（b=0~0.08），磁力搅拌20～60分钟，加入0.5bmol的硝酸铋和0.5bmol
的硝酸银，获得可见光催化剂溶液，记为B溶液；
3）、磁力搅拌下，将B溶液同A溶液混合，磁力搅拌20～60分钟后静置5～10小时，然后放
置于60～150瓦紫外灯下光照20～40分钟，记为C溶液；
4）、将步骤3）中制备的C溶液，用去离子水水洗至中性，放于干燥箱中60～80℃温度下干燥24～
30小时，然后，研磨、筛分至100目上，得到复合催化剂粉末；
二、反应液制备
将制备的复合催化剂粉末与水按1～10:
1000的重量比混合制成反应液；
三、烟气脱汞
将制备的反应液加入到可见光照射的环喷式脱汞装置中，含有复合型催化剂
的反应液经可见光照射后释放出羟基自由基·OH、超氧负离子
自由基·O2—和空穴h+，它们均具有强氧化性，在脱汞装置内，能够将烟气中的Hg0氧化成Hg2+，
将烟气中的Hg0以Hg2+的形式脱除，达到烟气脱汞的目的。
2.根据权利要求1所述的基于可见光的烟气脱汞方法，其特征在于：步骤一中制备的复
合催化剂为；步骤二中的反应液是复合催化剂
与水按5:1000的重量比混合制成。
3.根据权利要求1所述的基于可见光的烟气脱汞方法，其特征在于：步骤一中制备的复
合催化剂为；步骤二中的反应液是复合催化剂
与水按7:1000的重量比混合制成。
4.根据权利要求1所述的基于可见光的烟气脱汞方法，其特征在于：步骤一中制备的复
合催化剂为；步骤二中的反应液是复合催化剂
与水按10:1000的重量比混合制成。
5.如权利要求1~4任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张安超，邢微波，张丹，李成伟，陈小砖，盛伟，刘志超，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41