【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气体分离领域，尤其涉及一种烟气降碳减污短流程协同治理装置及方法。
技术介绍
1、经济社会的蓬勃发展离不开能源的巨大消耗和稳定供给，煤炭等化石燃料燃烧的尾气组分复杂，包含nox、so2、vocs等多种污染物，还含有大量的二氧化碳和水汽。煤炭等化石燃料燃烧必然会增加工业废气排放控制技术的复杂性和成本。
2、目前已有的多污染物和二氧化碳处理如申请公布号为cn113278997a的专利技术专利申请公布的一种用于地外空间的二氧化碳还原装置及二氧化碳还原方法，二氧化碳还原装置，包括：用于对环境中含有二氧化碳的空气进行吸收处理的二氧化碳提纯装置，电源装置，液体循环及气体干燥装置，以及分别与所述二氧化碳提纯装置，所述电源装置，所述液体循环及干燥装置相连接的反应器；所述电源装置用于对所述反应器加电；所述反应器分别接收所述二氧化碳提纯装置所产生的提纯溶液和所述液体循环及气体干燥装置输出的碱性溶液，并进行还原反应。
3、已有的多污染物和二氧化碳处理存在流程长，效率低的缺陷，传统的碳捕集流程中，需要将二氧化碳从捕集液中再生、纯化和压缩，方可用于二氧化碳转化，比这一过程能耗大，且未与烟气中氮氧化物协同处理，造成降碳减污处理流程长。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种烟气降碳减污短流程协同治理装置及方法，以解决现有的烟气中二氧化碳与氮氧化物处理流程长、效率低、成本较高等问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
3、
4、烟气氧化吸收模块，用于通过氧化催化剂对烟气中的硫化物及氮化物进行催化氧化形成二氧化硫和二氧化氮，并通过吸收剂吸收二氧化硫；用于通过氢氧化钾吸收液将二氧化氮和烟气中的二氧化碳转化为含碳酸根离子、碳酸氢根离子、亚硝酸根离子、硝酸根离子的碳污吸收液；
5、碳污吸收液电解转化模块，用于利用金属基催化剂并通过电催化的方式将碳污吸收液还原为乙烯、甲胺和尿素。
6、优选地，所述的烟气氧化吸收模块包括吸收塔，吸收塔的内部从下到上依次设置第一填料支撑层、第二填料支撑层和喷淋器，第一填料支撑层内填充有氧化催化剂和吸收剂，第二填料支撑层的上方设有用于存储氢氧化钾吸收液的集水池，吸收塔的侧壁位于第一填料支撑层下方的位置设有气体入口，吸收塔的侧壁位于喷淋器上方的位置设有气体出口；所述的第二填料支撑层上设有若干贯穿第二填料支撑层的气路管道，气路管道的顶端沿伸至集水池的上方；
7、所述的碳污吸收液电解转化模块包括电解槽，电解槽的输入端通过液体出口与集水池连通，电解槽的输出端与喷淋器连通。
8、优选地，所述的集水池还通过液体回流通道直接与喷淋器连接；所述的集水池内设有ph测试仪，ph测试仪用于测试碳污吸收液的ph值，以反应碳污吸收液中的离子浓度；当浓度不大于设定的阈值时，通过液体回流通道将集水池中的碳污吸收液泵回喷淋器；当浓度大于设定的阈值时，通过液体出口将集水池中的碳污吸收液泵入电解槽。
9、优选地，所述的第一填料支撑层包括脱硫吸收段和碳氮吸收段，脱硫吸收段通过强氧化将烟气中的硫化物转化为二氧化硫并吸收脱除，碳氮吸收段通过强氧化将氮化物和烟气中的氧化物全部转化为二氧化氮。
10、优选地，所述的脱硫吸收段的下方还设有脱卤吸收段，用于通过冷却加碱方式脱出烟气中的氯化物和氟化物。
11、优选地，所述的集水池和喷淋器之间还设置有填料压板。
12、优选地，所述的气路管道的顶部呈半圆弧形状，使得气路管道的顶部开口正对集水池的上表面。
13、优选地，所述的吸收塔的顶部设有降温装置，经过脱除的烟气经过降温装置形成凝结水，凝结水通过气水分离滴入集水池中，剩余气体从气体出口排出，以避免由于烟气湿度过高而导致的白烟现象。
14、本专利技术还涉及一种烟气降碳减污短流程协同治理方法，其基于上述烟气降碳减污短流程协同治理装置，其包括以下步骤：
15、s1.烟气氧化吸收模块通过氧化催化剂对烟气中的硫化物及氮化物进行催化氧化形成二氧化硫和二氧化氮，并通过吸收剂吸收二氧化硫；通过氢氧化钾吸收液将二氧化氮和烟气中的二氧化碳转化为含碳酸根离子、碳酸氢根离子、亚硝酸根离子、硝酸根离子的碳污吸收液；
16、s2.碳污吸收液电解转化模块利用金属基催化剂并通过电催化的方式将碳污吸收液还原为乙烯、甲胺和尿素。
17、优选地，其具体包括以下步骤：
18、s1.1.烟气从吸收塔的气体入口进入吸收塔，向上运动至第一填料支撑层，第一填料支撑层的脱卤吸收段通过冷却加碱方式脱出烟气中的氯化物和氟化物，脱硫吸收段通过氧化催化剂将烟气中的硫化物转化为二氧化硫并通过吸收剂吸收脱除，碳氮吸收段通过氧化催化剂将氮化物和烟气中的氧化物全部转化为二氧化氮；
19、s1.2.烟气中的二氧化氮和二氧化碳向上并穿过气路管道，被集水池及喷淋器喷出的氢氧化钾吸收液的吸收，形成含碳酸根离子、碳酸氢根离子、亚硝酸根离子、硝酸根离子的碳污吸收液，碳污吸收液存储于集水池中；
20、s1.3.采用ph测试仪测试碳污吸收液的ph值，以反应碳污吸收液中的离子浓度；当浓度不大于设定的阈值时，通过液体回流通道将集水池中的碳污吸收液泵回喷淋器，继续吸收烟气中的二氧化氮和二氧化碳；当浓度大于设定的阈值时，通过液体出口将集水池中的碳污吸收液泵入碳污吸收液电解转化模块的电解槽中；
21、s2.碳污吸收液电解转化模块在电驱动下利用金属基催化剂对泵入电解槽的碳污吸收液进行电催化，进而在碳污吸收液中形成乙烯、甲胺和尿素，通过气水分离器将乙烯从碳污吸收液中分离出来，并对碳污吸收液进行多级精馏和真空蒸发工艺，提纯甲胺和尿素。
22、采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
23、本专利技术涉及的烟气降碳减污短流程协同治理装置包括烟气氧化吸收模块和碳污吸收液电解转化模块，烟气氧化吸收模块通过氧化催化剂对烟气中的硫化物及氮化物进行催化氧化形成二氧化硫和二氧化氮，通过吸收剂吸收二氧化硫，通过氢氧化钾吸收液将二氧化氮和烟气中的二氧化碳转化为含碳酸根离子、碳酸氢根离子、亚硝酸根离子、硝酸根离子的碳污吸收液，最后通过碳污吸收液电解转化模块电解碳污吸收液并形成乙烯、甲胺和尿素，省略了捕集液再生及气体纯化压缩等能量密集过程，缩短了烟气中二氧化碳与多污染物的降碳减污治理流程，降低了能耗，提高了治理效率，并将二氧化碳与氮氧化物协同转化为乙烯、尿素等高值化学品，实现了对烟气降碳减污短流程高效治理及资源化利用。
24、附图说明
25、图1是本专利技术涉及的烟气降碳减污短流程协同治理的结构示意图；
26、图2是本专利技术涉及的烟气降碳减污短流程协同治理方法流程图；
27、图3是本专利技术涉及的碳污吸收液电解转化模块电解槽的结构示意图。
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1.一种烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：其包括：
2.根据权利要求1所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：所述的烟气氧化吸收模块包括吸收塔，吸收塔的内部从下到上依次设置第一填料支撑层、第二填料支撑层和喷淋器，第一填料支撑层内填充有氧化催化剂和吸收剂，第二填料支撑层的上方设有用于存储氢氧化钾吸收液的集水池，吸收塔的侧壁位于第一填料支撑层下方的位置设有气体入口，吸收塔的侧壁位于喷淋器上方的位置设有气体出口；所述的第二填料支撑层上设有若干贯穿第二填料支撑层的气路管道，气路管道的顶端沿伸至集水池的上方；
3.根据权利要求2所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：所述的集水池还通过液体回流通道直接与喷淋器连接；所述的集水池内设有PH测试仪，PH测试仪用于测试碳污吸收液的PH值，以反应碳污吸收液中的离子浓度；当浓度不大于设定的阈值时，通过液体回流通道将集水池中的碳污吸收液泵回喷淋器；当浓度大于设定的阈值时，通过液体出口将集水池中的碳污吸收液泵入电解槽。
4.根据权利要求2所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：所
5.根据权利要求4所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：所述的脱硫吸收段的下方还设有脱卤吸收段，用于通过冷却加碱方式脱出烟气中的氯化物和氟化物。
6.根据权利要求2所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：所述的集水池和喷淋器之间还设置有填料压板。
7.根据权利要求2所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：所述的气路管道的顶部呈半圆弧形状，使得气路管道的顶部开口正对集水池的上表面。
8.根据权利要求2所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：所述的吸收塔的顶部设有降温装置。
9.一种烟气降碳减污短流程协同治理方法，其基于权利要求1所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：其包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的烟气降碳减污短流程协同治理方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：其包括：
2.根据权利要求1所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：所述的烟气氧化吸收模块包括吸收塔，吸收塔的内部从下到上依次设置第一填料支撑层、第二填料支撑层和喷淋器，第一填料支撑层内填充有氧化催化剂和吸收剂，第二填料支撑层的上方设有用于存储氢氧化钾吸收液的集水池，吸收塔的侧壁位于第一填料支撑层下方的位置设有气体入口，吸收塔的侧壁位于喷淋器上方的位置设有气体出口；所述的第二填料支撑层上设有若干贯穿第二填料支撑层的气路管道，气路管道的顶端沿伸至集水池的上方；
3.根据权利要求2所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征在于：所述的集水池还通过液体回流通道直接与喷淋器连接；所述的集水池内设有ph测试仪，ph测试仪用于测试碳污吸收液的ph值，以反应碳污吸收液中的离子浓度；当浓度不大于设定的阈值时，通过液体回流通道将集水池中的碳污吸收液泵回喷淋器；当浓度大于设定的阈值时，通过液体出口将集水池中的碳污吸收液泵入电解槽。
4.根据权利要求2所述的烟气降碳减污短流程协同治理装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，张霄，雷涛宁，郑成航，冉明矗，宋浩，林赛赛，刘鹏，杨洋，吴卫红，翁卫国，柳伟杰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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