一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及烟气污染物脱除技术领域，特别涉及一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除方法及其装置；通过对污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除的方法及装置改进，利用压电材料受到烟气运动的机械冲击后，引起表面束缚电荷的释放，被释放的电荷与水分子结合，在水中不断地产生活性自由基。FeO

【技术实现步骤摘要】
一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除方法及其装置


[0001]本专利技术涉及烟气污染物脱除
，特别涉及一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除方法及其装置。

技术介绍

[0002]实践证明，污泥焚烧可以实现无害化、减量化(减容70％，最大可到90％)和能源化，其中污泥协同焚烧处置可利用现有锅炉设备，节省经济投入，是污泥当前处置中最有前景的处置方式之一。然而污泥通常含有种类复杂的挥发性有机化合物(VOCs)和重金属，其协同焚烧烟气的二次污染问题受到广泛关注。与燃煤电厂排放的烟气相比，掺烧污泥产生的烟气具有HCl浓度高，二噁英及苯系物、重金属浓度增高等特性。
[0003]基于硫酸根自由基(
·
SO
4－
)的高级氧化技术是近年来发展起来的一类处理难降解有机污染物的新型技术，具有高效、快速、彻底、选择性小且反应条件温和等优点。目前报道
·
SO
4－
大多是过硫酸盐(PS，S2O
82－
)经过辐射分解、紫外光解、高温热解以及过渡金属离子催化活化产生的。其中过渡金属离子活化PS产生
·
SO
4－
的方法，因其反应体系简单、反应条件温和、无需外加热源与光源、能耗低，得到广泛关注。铁离子因价廉易得且环境友好，被广泛用于活化PS，但其在工程应用中仍存在不足:(1)Fe
2+
活化过硫酸盐过程中被氧化为Fe
3+
，不能循环再生，需大量外源补充Fe
2+
，导致产生大量铁泥，增加了处理成本；(2)过量的Fe
2+
会与
·
SO
4－
发生淬灭反应，抑制目标污染物的氧化降解；(3)Fe
2+
易被空气氧化，不易保存。
[0004]近年来，压电催化在环境净化和污水处理中的应用引起了人们对压电电化学耦合效应的关注，这种耦合效应将机械信号转换为电信号，促进由机械能产生形变引发的电荷的分离，从而降解污染物。压电催化是电子、化学、催化等综合作用下的电化学过程，净化的原理是：压电材料受到机械压力或冲击后会发生形变，使得体内正负电荷中心发生相对位移，导致极化强度的改变，引起表面束缚电荷的吸收或释放，表面会瞬间产生电力，从而产生相应的自由基与污染物作用降解为CO2、H2O或其它无毒害有机物质，实现污染物脱除的目的。目前关于压电材料在污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除领域的应用尚未见任何报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：如何解决现有的污泥协同焚烧尾部烟气污染物处理降解能力低的问题，克服过渡金属离子激活过硫酸盐产生硫酸根自由基的缺陷和不足。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]本专利技术涉及一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1：烟气与压电材料发生机械冲击，引起压电材料表面束缚电荷释放；
[0009]步骤2：释放的电荷与高铁酸盐结合产生持续稳定的Fe
2+
，释放的电荷与水分子结合，产生活性自由基；
[0010]步骤3：Fe
2+
与压电材料共同活化过硫酸盐产生氧化性极强的硫酸根自由基(
·
SO
4-)，通过活性自由基和硫酸根自由基高效地脱除污泥协同焚烧尾部烟气污染物。
[0011]本专利技术还涉及一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除装置，包括：
[0012]主体，所述主体形状为上窄下宽的圆锥筒，所述主体的顶端设有排气口，所述主体的上部的一侧设有进气管，所述主体包括外壁和内壁，所述外壁和内壁之间设有环状空腔，所述环状空腔的上部设有进水口，所述内壁的结构为环状微孔板，所述环状微孔板的微孔直径为4-6mm，所述内壁的表面涂覆有压电材料层；
[0013]反射筒，所述反射板为为上窄下宽的圆锥筒，所述反射筒同轴设置在主体内部，所述反射筒上端设有通气口，所述反射筒的下端与主体的内壁之间留有间隙。
[0014]本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过对污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除的方法及装置改进，利用压电材料受到烟气运动的机械冲击后，引起表面束缚电荷的释放，被释放的电荷与水分子结合，在水中不断地产生活性自由基。强氧化性的活性自由基可以将烟气污染物降解为无害物质。高铁酸盐中的高铁酸根(FeO
42-)具有很强的氧化性，能促进气态污染物转化为无害物质，还能迅速有效地去除污泥中的臭味物质，将其转化为安全无味的物质，同时，FeO
42-在压电体系中与被释放的电荷结合产生持续稳定的Fe
2+
，Fe
2+
与压电材料共同活化过硫酸盐产生
·
SO
4-，保证体系持续高效地降解污染物,所述活性粒子包括
·
SO
4-、
·
OH、
·
O
2-和单线态分子氧，其中生成的
·
OH自由基能与SO2反应生成HSO
3-、H2SO4，烟气中的NO
x
氧化成硝酸，将烟气中的Hg0氧化为Hg
2+
,便于后续烟气汞的捕捉和成盐吸收。挥发性有机化合物有害气体分子通过强氧化性活性电子发生定向链式反应，裂解成CO2等无害的气体分子，从而提高烟气污染物的去除效率，克服了现有硫酸根自由基的高级氧化技术存在的不足。
附图说明
[0015]图1为本专利技术具体实施方式的一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除装置的主视剖视图；
[0016]图2为本专利技术具体实施方式的一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除装置的A向剖视图；
[0017]标号说明：
[0018]1、主体；11、排气口；12、进气管；13、外壁；131、钢结构层；132、耐酸胶泥层；133、天然花岗岩层；14、内壁；141、压电材料层；15、环状空腔；16、进水口；2、反射筒；21、通气口；3、贮液槽；31、过滤盖板；4、水管；5、液泵；6、抽风机。
具体实施方式
[0019]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0020]本专利技术涉及一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除方法，包括以下步骤：
[0021]步骤1：烟气与压电材料发生机械冲击，引起压电材料表面束缚电荷释放；
[0022]步骤2：释放的电荷与高铁酸盐结合产生持续稳定的Fe
2+
，释放的电荷与水分子结合，产生活性自由基；
[0023]步骤3：Fe
2+
与压电材料共同活化过硫酸盐产生氧化性极强的硫酸根自由基，通过活性自由基和硫酸根自由基脱除污泥协同焚烧尾部烟气污染物。
[0024]上述污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除方法中，压电材料受到烟气运动的机械冲击后，引起表面束缚电荷的释放，被释放的电荷与水分子结合，在水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：烟气与压电材料发生机械冲击，引起压电材料表面束缚电荷释放；步骤2：释放的电荷与高铁酸盐结合产生持续稳定的Fe
2+
，释放的电荷与水分子结合，产生活性自由基；步骤3：Fe
2+
与压电材料共同活化过硫酸盐产生氧化性极强的活性粒子，通过活化粒子和活性自由基脱除污泥协同焚烧尾部烟气污染物。2.一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除装置，其特征在于，包括：主体，所述主体形状为上窄下宽的圆锥筒，所述主体的顶端设有排气口，所述主体的上部的一侧设有进气管，所述主体包括外壁和内壁，所述外壁和内壁之间设有环状空腔，所述环状空腔的上部设有进水口，所述内壁的结构为环状微孔板，所述环状微孔板的微孔直径为4-6mm，所述内壁的表面涂覆有压电材料层，所述压电材料层的厚度为2-4mm；反射筒，所述反射板为为上窄下宽的圆锥筒，所述反射筒同轴设置在主体内部，所述反射筒上端设有通气口，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晖晖，陈小韩，
申请(专利权)人：福建省锅炉压力容器检验研究院，
类型：发明
国别省市：