氨‑喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的方法技术

本发明专利技术公开了一种氨‑喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的方法。先将1～3mm的TiO2铁氧体光催化剂和质量浓度为15～30％的氨水配置成浓度为30～50％的悬浮液作为流动相的放电阻挡介质，通过浆液循环泵从低温等离子体反应器顶部喷淋；然后燃煤烟气经过除尘后进入该反应器中，催化氧化完成同时脱硫脱硝并和氨反应生成硫酸铵和硝酸铵；最后当反应器中硫酸铵和硝酸铵质量浓度在30～40％时，放出部分溶液到磁力分离器中，TiO2铁氧体光催化剂被分离并回到反应器系统中，硫酸铵和硝酸铵混合液蒸发结晶获得复合肥。应用本发明专利技术处理燃煤烟气，SO2和NOx满足工业锅炉排放标准，而且操作简单，装置经凑，大大提高了能量利用率，而且实现了SO2和NOx的资源化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保
，涉及一种烟气同时脱硫脱硝并资源化的方法，具体就是氨-喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的方法。
技术介绍
近年来，低温等离子体技术在燃煤烟气脱硫脱硝领域得到广泛应用，研究者设计了一系列等离子体反应器，从反应器结构上可分为线板式、线筒式、点对板式、填充床式以及复合式等。但是只是单一等离子体技术对SO2和NOx处理效率较低，能量利用率低，能耗高、目标产物选择性低。近年来，低温等离子体协同催化技术集合了低温等离子体反应和催化反应的优点，既有等离子体能量和活性高的特点，又具有催化剂选择性强的优点，同时低温等离子体协同催化技术在处理污染物方面存在能耗低、成本低和占地面积小等优点。目前国内外常用的等离子体协同催化反应器为“两段式”，即烟气污染物先通过等离子体区域，烟气经过等离子体活化的再通过催化剂区域进行催化反应，如中国专利CN101773780A提出了一种等离子体协同催化NO脱除氮氧化物的方法，介质阻挡放电发生器和催化剂固定床反应器串联组成。中国专利CN102166474A提出了一种低温等离子体系统两相催化装置及有害排放气体处理方法，先通过催化氧化装置，再通过等离子体区域，最后再通过还原催化装置。这种“两段式”反应器的优点是操作和控制方便，缺点是由于等离子体反应和催化反应在不同的区域而没有充分协同，即等离子体反应和催化反应没有得到充分相互作用。另外一种就是将催化剂负载在载体上，然后固定在等离子体放电区域中，形成介质阻挡放电和催化的协同，如中国专利CN202921165U，但是只针对烟气中的氮氧化物。这种固定介质阻挡放电获得的高能电子数量低，能量密度小，催化氧化率低。如何采用流动相的催化剂形成介质放电提高能量密度，在同一个反应器中实现烟气中SO2和NOx的高催化氧化率以及SO2和NOx资源化，从而降低运行成本，减小占地面积。目前采用在光催化剂喷淋成雾化状的介质阻挡放电，同时在该等离子体反应器中喷氨，获得硫酸铵和硝酸铵复合肥的相关专利和文献未见报道。
技术实现思路
为了解决目前阻挡介质放电法中光催化剂固定在等离子体放电区域中，能量密度小，催化氧化率低，以及没有同一个反应器中同时实现烟气中SO2和NOx的高催化氧化率以及SO2和NOx资源化，本专利技术提供了一种氨-喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的方法。氨-喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的方法，首先将1～3mm的TiO2铁氧体光催化剂和质量浓度为15～30％的氨水配置成含TiO2铁氧体光催化剂质量浓度为30～50％的悬浮液作为流动相的放电阻挡介质，加入低温等离子体反应器中，并通过浆液循环泵连续循环从低温等离子体反应器顶部喷淋；然后燃煤烟气经过除尘后，进入循环喷淋TiO2铁氧体光催化剂阻挡介质放电线-筒低温等离子体反应器中，控制操作条件在该反应器中催化氧化完成同时脱硫脱硝并和系统的氨反应生成硫酸铵和硝酸铵，净化后的烟气从排气口排出；最后当低温等离子体反应器中硫酸铵和硝酸铵质量浓度在30～40％时，放出部分溶液到磁力分离器中，TiO2铁氧体光催化剂被磁力分离器分离并回到等离子体反应器系统中，硫酸铵和硝酸铵混合液进入蒸发结晶器蒸发结晶获得硫酸铵和硝酸铵复合肥。所述的氨-喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的方法，其特征在于TiO2铁氧体光催化剂制备是指采用电泳沉积法或溶胶-凝胶法负载50～70％(质量分数)的TiO2于0～2mm的四氧化三铁粉末上，然后烘干筛分得到1～3mm的TiO2铁氧体光催化剂。所述的氨-喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的方法，其特征在于循环喷淋TiO2铁氧体光催化剂阻挡介质放电线-筒低温等离子体反应器是指喷淋TiO2铁氧体光催化剂悬浮液雾滴粒径3～4mm，离子体电压为30～65kV，电流为0.4～0.9A。所述的氨-喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的方法，其特征在于控制操作条件在等离子体反应器中催化氧化完成同时脱硫脱硝是指液体悬浮物喷淋流量与烟气流量比值为10-15L/m3，吸收液pH值为6～8，吸收液温度25～55℃，烟气在等离子体中的停留时间为5～6s。应用本专利技术处理燃煤烟气，SO2和NOx满足工业锅炉排放标准，而且操作简单，装置经凑，大大提高了能量利用率，而且实现了SO2和NOx的资源化。附图说明图1为氨-喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的专利技术流程图图1中，1.烟气入口，2.等离子体反应器，3.电极(正极)，4.电源，5.铝网(负极)，7.接地线，8.TiO2铁氧体光催化剂悬浮液循环泵，9.混合液流量计，10.管道，11.喷头，12.阀门，13.磁力分离器，14.吸收液循环池，15.复合肥浆液出口，16.净化烟气出口，17.TiO2铁氧体光催化剂回流出口具体实施方式以下结合实施例，对本专利技术进行详细说明，以便更好的理解本专利技术的内容，具体如下。实施例1处理某工业燃煤锅炉烟气10000m3/h，SO21200mg/m3，NOx1350mg/m3，进入循环喷淋TiO2铁氧体光催化剂阻挡介质放电线-筒低温等离子体反应器中，电压为55kV，电流为0.7A，2mm的TiO2铁氧体光催化剂质量浓度为15％，液体悬浮物喷淋流量与烟气流量比值为15L/m3，吸收液pH值为6，吸收液温度35℃，烟气在等离子体中的停留时间为5s，处理后SO2去除率为98.5％，NOx去除率为95.5％。实施例2处理某供热燃煤锅炉烟气5000m3/h，SO22300mg/m3，NOx900mg/m3，进入循环喷淋TiO2铁氧体光催化剂阻挡介质放电线-筒低温等离子体反应器中，电压为45kV，电流为0.6A，3mm的TiO2铁氧体光催化剂质量浓度为20％，液体悬浮物喷淋流量与烟气流量比值为12L/m3，吸收液pH值为8，吸收液温度45℃，烟气在等离子体中的停留时间为6s，处理后SO2去除率为95.5％，NOx去除率为93.5％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
氨‑喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的方法，其特征在于，首先将1～3mm的TiO2铁氧体光催化剂和质量浓度为15～30％的氨水配置成含TiO2铁氧体光催化剂质量浓度为30～50％的悬浮液作为流动相的放电阻挡介质，加入低温等离子体反应器中，并通过浆液循环泵连续循环从低温等离子体反应器顶部喷淋；然后燃煤烟气经过除尘后，进入循环喷淋TiO2铁氧体光催化剂阻挡介质放电线‑筒低温等离子体反应器中，控制操作条件在该反应器中催化氧化完成同时脱硫脱硝并和系统的氨反应生成硫酸铵和硝酸铵，净化后的烟气从排气口排出；最后当低温等离子体反应器中硫酸铵和硝酸铵质量浓度在30～40％时，放出部分溶液到磁力分离器中，TiO2铁氧体光催化剂被磁力分离器分离并回到等离子体反应器系统中，硫酸铵和硝酸铵混合液进入蒸发结晶器蒸发结晶获得硫酸铵和硝酸铵复合肥。

【技术特征摘要】
1.氨-喷淋光催化剂介质阻挡放电法同时脱硫脱硝并资源化的方法，其特征在于，首先将1～3mm的TiO2铁氧体光催化剂和质量浓度为15～30％的氨水配置成含TiO2铁氧体光催化剂质量浓度为30～50％的悬浮液作为流动相的放电阻挡介质，加入低温等离子体反应器中，并通过浆液循环泵连续循环从低温等离子体反应器顶部喷淋；然后燃煤烟气经过除尘后，进入循环喷淋TiO2铁氧体光催化剂阻挡介质放电线-筒低温等离子体反应器中，控制操作条件在该反应器中催化氧化完成同时脱硫脱硝并和系统的氨反应生成硫酸铵和硝酸铵，净化后的烟气从排气口排出；最后当低温等离子体反应器中硫酸铵和硝酸铵质量浓度在30～40％时，放出部分溶液到磁力分离器中，TiO2铁氧体光催化剂被磁力分离器分离并回到等离子体反应器系统中，硫酸铵和硝酸铵混合液进入蒸发结晶器蒸发结晶获得硫酸铵和硝酸铵复合肥。2.如权利要求1所述的氨-喷淋光催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盛余，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川;51