[发明专利]一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法及装置

权利要求书

1.一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在反应容器中加入含有芬顿试剂且使用α-羟基酸调节pH值至小于等于3的溶液,所述芬顿试剂包含能发生光助芬顿反应的金属系统和过氧化氢；

所述溶液配置过氧化氢与水的质量百分比为3％～5％；

过氧化氢与金属系统摩尔比大于等于10；

(2)根据金属系统的光吸收峰，设置光照系统；

(3)将烟气通入反应容器，使烟气中的污染物与芬顿试剂充分接触并发生反应；

(4)将反应后溶液导出，并定时监测导出溶液中芬顿试剂的浓度，根据监测的情况，添加新的含有芬顿试剂的溶液使反应容器中溶液成分保持稳定；

(5)净化后的气体排出反应容器。

2.根据权利要求1所述一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于所述步骤(1)中的金属系统为Fe(Ⅱ)/F(Ⅲ)系统或Cu(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)系统；当金属系统为Fe(Ⅱ)/F(Ⅲ)系统时，则光照为波长为200nm～400nm的紫外光；当金属系统为Cu(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)系统时，光照为波长为600nm～800nm的可见光。

3.根据权利要求2所述一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于所述Fe(Ⅱ)/F(Ⅲ)系统由直径小于20纳米的FeSO₄和Fe₃O₄颗粒构成。

4.根据权利要求2所述一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于所述Cu(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)系统由直径小于20纳米的Cu₂O和CuSO₄颗粒构成。

5.根据权利要求1所述一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于所述步骤(1)中的过氧化氢为直径小于50纳米的过氧化镁、过氧化钠或过氧化钙在所述溶液中反应后产生的。

6.根据权利要求1所述一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于所述α-羟基酸为乙醇酸、丙酮酸或乳酸。

7.根据权利要求1所述一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于所述步骤(3)中烟气中的污染物为二氧化硫、碳颗粒、一氧化碳或碳氢化合物中的至少一种，二氧化硫被氧化为三氧化硫并溶于溶液形成硫酸，碳颗粒被氧化为二氧化碳，一氧化碳被氧化为二氧化碳，碳氢化合物被分解为二氧化碳和水。

8.根据权利要求1所述一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于所述步骤(3)中的充分接触的方式为气体直接通入液体或在反应容器中加入喷淋装置中的至少一种。

9.根据权利要求1所述一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于所述步骤(3)中的污染物包括二氧化硫时，步骤(3)之后加入步骤(3’)利用市售DOW chemical公司的Amberlite IRC748离子交换树脂涂层吸附回收所述金属系统物质，将含有硫酸的溶液净化。

10.根据权利要求1所述一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于所述步骤(3)中烟气在通入反应容器之前经过了预处理，预处理过程除去了烟气中直径大于10微米的固体颗粒。

11.根据权利要求1所述一种利用光助芬顿反应净化烟气的方法，其特征在于所述步骤(6)中，芬顿试剂中的过氧化氢的消耗量通过定期收集样品被密切的监测，并且使用碘/高锰酸钾(I/KMnO4)滴定法观察过氧化物的消耗率。

12.一种实现权利要求1所述方法的装置，包括光能仓，所述光能仓包括光能仓体、光能仓进气口、光能仓出气口、光能仓进液口、气液混合通道、光能仓抽水泵、光能仓出液口、光能仓喷淋装置和光照设备，所述光能仓进气口和光能仓出气口设置在光能仓体的上部，所述光能仓进液口设置在光能仓体的中部，所述光能仓出液口设置在光能仓体的底部，所述气液混合通道、光能仓喷淋装置和光照设备位于光能仓体内，气液混合通道的输入端连接光能仓进气口，气液混合通道2-4的输出端位于光能仓体下部接近仓底的位置，所述光能仓抽水泵通过管道连接光能仓体底部的输出端和光能仓喷淋装置的输入端。

13.根据权利要求12所述的一种利用光助芬顿反应净化烟气的装置，其特征在于所述光能仓体的侧壁上设置光能仓液位器，光能仓体顶部设置光能仓检修盖。