[发明专利]一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置及方法

权利要求书

1.一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置，烟气管路(11)连通至静电除尘器(4)的烟气入口，静电除尘器(4)的烟气出口通过管路(12)连通至吸收装置(5)，其特征在于，烟气管路(11)内设置烟气余热利用及雾化发生装置(2)，所述烟气余热利用及雾化发生装置(2)采用大管(23)内套小管(24)的结构，所述小管(24)的管壁上间隔设有缺口(25)，缺口处设有孔板(26)，所述孔板(26)固定在小管(24)的内壁上，其外径等于小管(24)的内径，小管(24)的入口与空压机系统(1＇)相连，大管(23)的入口与氧化剂储罐(1)相连，大管(23)的出口与光助催化活化反应装置(3)的入口相连，光助催化活化反应装置(3)的出口连接至静电除尘器(4)的烟气出口；所述光助催化活化反应装置(3)为圆筒结构，其内部阵列排布有石英管(33)，石英管(33)内套有UV灯管(32)；吸收装置(5)的烟气出口经高效除雾器连接至烟囱。

2.根据权利要求1所述一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置，其特征在于，所述光助催化活化反应装置(3)的入口处设有锥形气流分布装置(31)。

3.根据权利要求1所述一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置，其特征在于，所述光助催化活化反应装置(3)的圆筒结构，由外至内依次包括钢质外壳、保温层、隔离层和防腐层。

4.根据权利要求1所述一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置，其特征在于，所述烟气余热利用及雾化发生装置(2)采用钛钢材质，包括左右两端的盘管段(21)和中部的直管段(22)。

5.根据权利要求1所述一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置，其特征在于，所述缺口(25)的间距为10-15cm；所述孔板(26)上设有多个孔，孔隙率为80％。

6.权利要求1-5任一权利要求所述一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置净化烟气的方法，其特征在于，空压机系统(1＇)向所述烟气余热利用及雾化发生装置(2)的小管(24)内输送压缩空气，氧化剂储罐(1)向大管(23)内注入复合氧化剂溶液，压缩空气由缺口(25)不断流出和进入小管(24)而进入或流出复合氧化剂溶液中，压缩空气通过缺口(25)和孔板(26)流动过程中形成紊流效应，不断挠动复合氧化剂溶液，使复合氧化剂溶液在大管(23)中形成沸腾状态；同时，热烟气在流经烟气管路(11)时，与烟气余热利用及雾化发生装置(2)发生换热，使大管(23)中的复合氧化剂在沸腾的同时被雾化而变成雾状液滴，进而增大气液接触面积；

雾化复合氧化剂进入光助催化活化反应装置(3)，阵列UV灯管(32)产生的辐射穿过内嵌石英管(33)对复合氧化剂进行催化活化产生多种自由基，自由基从光助催化活化反应装置(3)的出口喷出，进入静电除尘器(4)的烟气出口与烟气接触进行多污染物原位氧化反应，将烟气中的NO转变为高价态的NOx，将Hg⁰氧化为Hg²⁺，NOx、Hg²⁺和SO₂随烟气进入吸收装置(5)被吸收脱除，烟气再经过高效除雾器除雾后，由烟囱排入大气；

以质量浓度计，所述复合氧化剂溶液为含有30-50wt％的H₂O₂、0-2wt％CH₃COOOH和0-0.5wt％的添加剂的混合水溶液，所述添加剂为NaBr、NaCl、HBr、HCl、HF中的一种以上，所述复合氧化剂溶液的pH为5-6；

以质量浓度计，吸收装置(5)内的吸收液为含有5-10wt％的MgO、0-5wt％的KCl和0.5-2wt％的KOH的吸收浆液，吸收液的pH为8-10。

7.根据权利要求6所述一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置净化烟气的方法，其特征在于，所述雾状液滴的粒径为50-60μm。

8.根据权利要求6所述一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置净化烟气的方法，其特征在于，所述光助催化活化反应装置(3)的入口处设有锥形气流分布装置(31)，雾化复合氧化剂由所述锥形气流分布装置(31)导流，使雾化复合氧化剂产生湍流，使复合氧化剂在光助催化活化反应装置(3)中均匀分布。

9.根据权利要求6所述一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置净化烟气的方法，其特征在于，所述复合氧化剂为H₂O₂/NaBr水溶液：H₂O₂与NaBr的质量浓度比为(40-50):(0.01-0.1)，溶液pH为5.5-6；

或所述复合氧化剂为H₂O₂/NaCl水溶液：H₂O₂与NaCl质量浓度比为(40-50):(0.3-0.5)，溶液pH为5-6；

或所述复合氧化剂为H₂O₂/CH₃COOOH/HBr水溶液：H₂O₂、CH₃COOOH和HBr的质量浓度比为(30-35):(0.5-2):(0.1-0.3)，溶液pH为5-6；

或所述复合氧化剂为H₂O₂/CH₃COOOH/HF水溶液：H₂O₂、CH₃COOOH和HF的质量浓度比为(30-35):(0.5-2):(0.05-0.2)，溶液pH为5-5.5；

或所述复合氧化剂为H₂O₂/CH₃COOOH/HCl：H₂O₂、CH₃COOOH和HCl的质量浓度比为(35-40):(1-2):(0.3-0.5)，溶液pH为5-5.5。