本发明专利技术涉及一种烟气选择性脱硫脱硝的一体化装置及工艺。所述装置包括主塔和设置于主塔一侧的副塔，分别用于光催化/H2O2协同氧化选择性光催化脱硝和动力波选择性碱洗脱硫。烟气首先自上而下进入副塔，依次经过一级动力波喷嘴和二级动力波喷嘴选择性碱洗脱硫后，经除沫器去除聚沉雾沫进入主塔，脱硫液受重力影响下落并最终流入主塔底部的脱硫液储槽，烟气在主塔自下而上流经中空的脱硝液储槽和导流伞，进入光催化/H2O2协同氧化选择性脱硝区，最终洁净烟气自塔顶排出。本发明专利技术装置工艺流程简单、占地面积小，并能实现在一个塔内选择性脱硫脱硝，脱硫和脱硝产物亦可分别收集，大大增大了脱硫脱硝产物的市场价值。
【技术实现步骤摘要】
一种烟气选择性光催化脱硫脱硝的一体化装置及工艺
本专利技术涉及一种光催化脱硫脱硝的装置及工艺，特别涉及一种烟气选择性光催化脱硫脱硝的一体化装置及工艺，属于环境保护领域。
技术介绍
煤炭作为我国主要的消费能源，燃烧会产生大量的SO2、NOx等大气污染物，严重影响着我国的大气环境。近几年兴起的光催化脱硫脱硝技术因其设备投资费用低、占地面积小、工艺流程简单、脱硫脱硝率高、能耗低等优点受到众多研究者和工业界的关注。目前研究热点主要集中在烟气光催化同时脱硫脱硝的装置及工艺上。中国专利CN102350192A公开了一种烟气光催化氧化结合氨法同步脱硫脱硝的方法，该方法首先将烟气通入光催化反应室使其中的NOx通过光催化技术氧化成易溶于水的NO2，随后烟气进入氨法脱硫塔与碱性脱硫剂逆向接触，深度脱除SO2和NO2，该方法的脱硫率可达到95%以上，脱硝率达到70%以上。中国专利CN106621799A公开了一种烟气光催化氧化同时脱硫脱硝的方法及装置，该装置分为真空紫外辐照区、整体式光催化剂床层和喷雾吸收区三部分，方法是烟气首先进入真空紫外辐照区，在真空紫外光的辐照下产生的活性自由基和臭氧可脱除烟气中部分的SO2和NOx，随后烟气进入整体式光催化剂床层经由光催化/臭氧协同氧化作用使SO2和NOx进一步被净化脱除，并最终进入喷雾吸收区，脱硫脱硝产物同时被清洗脱除。上述专利技术专利均为同时脱硫脱硝，其产物硫酸盐和硝酸盐混合在一起，使得脱硫脱硝产物市场价值降低。同时，因脱硝产物硝酸铵是一种易爆品，这给生产带来了极大的安全隐患和储存成本，经过充分的市场调研，发现工厂并不想将脱硝产物与脱硫产物混合，因此后续必须增加将脱硫和脱硝产物分离的工艺，导致其成本提高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种烟气选择性光催化脱硫脱硝的一体化装置，该装置设计简单、占地面积小，并可实现分步脱硫脱硝，分别收集脱硫产物和脱硝产物，避免脱硫脱硝产物因为混合而导致的市场价值不高的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种烟气选择性光催化脱硫脱硝的一体化装置，其特征在于所述装置包括主塔和设置于主塔一侧的副塔，所述主塔和副塔连通，分别用于光催化/H2O2协同氧化选择性光催化脱硝和动力波选择性碱洗脱硫，所述主塔自上而下依次设置有若干H2O2溶液喷嘴、若干紫外灯、光催化剂床层、导流伞、脱硝液储罐、脱硫液储罐及主塔外循环泵，烟气从脱硫液储罐的上部自下而上依次经过脱硝液储罐中空的流通通道和导流伞进入光催化剂床层，光催化剂床层经过上部H2O2溶液喷嘴的喷淋并受到紫外灯的照射，烟气在光催化剂床层发生光催化/H2O2协同氧化选择性光催化脱硝反应，自主塔上部喷淋的H2O2溶液自然下落，并经过导流伞的引流作用流入脱硝液储罐，所述副塔自上而下依次设置有一级动力波喷嘴、二级动力波喷嘴、除沫器及副塔外循环泵，烟气自上而下依次经过两级动力波脱硫后流经除沫器除掉烟气中掺杂的雾沫，而后进入主塔，自两级动力波喷嘴喷出的脱硫液下落，经过除沫器除沫后流入主塔底部的脱硫液储罐。所述H2O2溶液喷嘴根据烟气浓度、空速等不同的实验条件喷淋不同浓度的H2O2溶液，用于光催化氧化NO为NO2、N2O5等，产生的·OH等活性自由基将NO转化为高价态的活性物质。所述紫外灯发光波长为185nm或254nm，功率为150-400W，用作烟气光催化选择性脱硝的光源，紫外灯穿过所述光催化剂床层，所述光催化剂负载于规整的光催化剂载体上。所述导流伞用于引导H2O2喷淋液流入脱硝液储槽，并在伞下为自下而上的烟气留出流通通道，自主塔上部喷淋的H2O2溶液自然下落，流经光催化剂床层降落到导流伞的顶部，因导流伞是中部高四周低的结构，其直径大于伞下烟气通道的直径，H2O2喷淋液落到导流伞后受导流伞的引导作用流入导流伞下部的脱硝液储槽。导流伞是本专利技术装置能做到一塔分步脱硫脱硝并且分别收集脱硫脱硝产物的关键所在。所述脱硝液储槽设置于脱硫脱硝塔中部，其中空的设计构造作为自下而上的烟气的流通通道。脱硝液储槽在侧面开两口，其中脱硝液储罐排出口用于排出含高浓度脱硝产物的脱硝液，脱硝液储罐循环液出口通过主塔外循环泵与H2O2溶液喷嘴相连，使脱硝液能被重复利用，并在H2O2喷淋液进入H2O2溶液喷嘴之前设置一支路，用于补充新鲜的H2O2溶液。所述脱硫液储槽位于所述主塔的底部，并在其内部放置微纳米气泡发生器，用于进一步氧化溶于脱硫液中的SO2，脱硫液储槽在侧面开有两口，其中脱硫液储罐排出口排出含高浓度脱硫产物的脱硫液，脱硫液储罐循环液出口开在靠近副塔的一侧，通过副塔外循环泵分别与一级动力波喷嘴和二级动力波喷嘴相连，使脱硫液能被重复利用，同时在脱硫液流进一级动力波喷嘴之前加一支路，用于加入新鲜的脱硫喷淋液。所述脱硫液可为碱液等溶液。所述主塔在脱硫液储槽的上部靠近副塔的侧面开口，所述副塔的底部通过此口与主塔相连，副塔的脱硫液通过此口流入主塔的脱硫液储槽，自上而下流经副塔的烟气通过此口自下而上流入主塔。所述一级动力波喷嘴和二级动力波喷嘴通过动力波技术选择性碱洗脱除SO2，由两级动力波喷嘴喷出的脱硫液与烟气接触后形成强湍流区，在此区域气液相充分混合实现选择性脱硫，在脱硫液进入一级动力波喷嘴之前加一支路，用于加入新鲜的脱硫液。所述除沫器设置于副塔的底部，用于隔离并聚沉经过一级动力波选择性脱硫和二级动力波选择性脱硫后脱硫液中的雾沫。本专利技术的另一目的在于提供一种烟气选择性光催化脱硫脱硝的工艺，该工艺流程简单，可依次进行动力波选择性脱硫和光催化/H2O2协同氧化脱硝，并可分别收集脱硫产物和脱硝产物。为实现这一目的，本专利技术采取的技术方案为：一种烟气选择性光催化脱硫脱硝的工艺，包括以下步骤：1）烟气自上而下经过设置于主塔一侧的副塔，并依次与一级动力波喷嘴和二级动力波喷嘴喷出的脱硫液逆向接触而被吸收；2）由两级动力波喷嘴喷出的脱硫液在重力的作用下下落，经过除沫器除去雾沫后沿着管路流入所述主塔底部的脱硫液储槽；3）烟气经过两级动力波选择性脱硫后沿着管路进入主塔，在主塔中自下而上流动，与H2O2喷淋液逆向接触，经过光催化/H2O2协同氧化选择性脱硝，并氧化脱除烟气中残余的SO2，洁净烟气最终由塔顶排出；4）所述H2O2喷淋液在重力作用下自然流下，经过导流伞的引导流入脱硝液储槽。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1）本专利技术的装置设计简单、占地面积小，可实现一塔分步脱硫脱硝，且分别收集高浓度的脱硫产物和脱硝产物，提高了脱硫脱硝产物的市场价值；2）本专利技术提出的导流伞结构简单、造价低，但是其导流作用使得本专利技术可实现在一个塔内选择性光催化脱硫脱硝并分别收集高浓度的脱硫产物和脱硝产物的工艺流程；3）在脱硫液进入一级动力波喷嘴前加入新鲜的脱硫液，即可实现高效脱硫又避免了脱硫液的浪费。附图说明图1为本专利技术装置的结构示意图。其中，1、主塔；2、H2O2喷嘴；3、紫外灯；4、催化剂床层；5、导流伞；6、脱硝液储槽；7、主塔外循环泵；8、微纳米气泡发生器；9、副塔；10、一级动力波喷嘴；11、二级动力波喷嘴；12、除沫器；13、副塔外循环泵；14、脱硫液储槽；15.脱硝液储罐排出口；16、脱硝液储罐循环液出口；17、脱硫液储罐排出口；18、脱硫液储罐循环液出口。具本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种烟气选择性光催化脱硫脱硝的一体化装置，其特征在于，所述装置包括主塔和设置于主塔一侧的副塔，所述主塔和副塔连通，分别用于光催化/H2O2协同氧化选择性脱硝和动力波选择性碱洗脱硫，所述主塔自上而下依次设置有若干H2O2溶液喷嘴、若干紫外灯、光催化剂床层、导流伞、脱硝液储罐、脱硫液储罐及主塔外循环泵，所述副塔自上而下依次设置有一级动力波喷嘴、二级动力波喷嘴、除沫器及副塔外循环泵。
【技术特征摘要】
1.一种烟气选择性光催化脱硫脱硝的一体化装置，其特征在于，所述装置包括主塔和设置于主塔一侧的副塔，所述主塔和副塔连通，分别用于光催化/H2O2协同氧化选择性脱硝和动力波选择性碱洗脱硫，所述主塔自上而下依次设置有若干H2O2溶液喷嘴、若干紫外灯、光催化剂床层、导流伞、脱硝液储罐、脱硫液储罐及主塔外循环泵，所述副塔自上而下依次设置有一级动力波喷嘴、二级动力波喷嘴、除沫器及副塔外循环泵。2.根据权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述紫外灯发光波长为185nm或254nm，功率为150-400W。3.根据权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述脱硝液储槽设置于脱硫脱硝塔中部，中间留有自下而上的烟气通道。4.根据权利要求1或3所述的一体化装置，其特征在于，所述导流伞直径大于伞下烟气通道的直径，用于引导H2O2喷淋液流入脱硝液储槽，并在伞下为自下而上的烟气留出流通通道。5.根据权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述H2O2喷淋液进入H2O2溶液喷嘴之前设置一支路，用于补充新鲜的H2O2溶液。6.根据权利要求1所述的一体化装置，其特征在于，所述脱硫液储槽位于所述主塔的底部，脱硫液储槽内部设置有微纳米气泡发生器...
【专利技术属性】
技术研发人员：李春虎，郑锐，王亮，王文刚，冯治文，王文泰，谢秀峰，冯丽娟，
申请(专利权)人：中国海洋大学，山东电力建设第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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