[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

说明书

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，特别涉及一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置及方法。

背景技术

我国大气污染属于典型的煤烟型污染，其中二氧化硫、氮氧化物和重金属是燃煤烟气的标志性污染物，二氧化硫和氮氧化物是酸雨的主要来源，氮氧化物亦是形成光化学烟雾的最主要前驱物之一，而单质汞具有毒性强、形态稳定且难生物降解的特点。近年来，由于燃煤烟气中二氧化硫、氮氧化物和重金属的排放量显著提高，导致我国雾霾频发，严重危害了人民健康和生态环境。

我国燃煤电厂采用的主流烟气脱硫技术为湿式石灰石-石膏工艺(WFGD)，该工艺具有技术成熟、脱硫效率较高、煤种适应范围宽、处理烟气量大等优点，但存在系统复杂、能耗高等不足，并且95％的脱硫效率无法满足特别地区50mg/m³的排放浓度限值。而传统SCR催化剂存在成本高、寿命短的问题，并且氨逃逸、催化剂中毒和废弃催化剂难处理等也成为SCR脱硝技术发展的瓶颈。活性炭吸附脱汞方法存在成本高、废弃活性炭难以回收利用等问题。同时，这种分级处理方式存在占地面积大、系统运行稳定性较差、设备能耗偏高和二次污染等诸多问题因此，因此，研发新兴的燃煤烟气多污染物一体化脱除技术，既是“资源节约型、环境友好型”社会建设的需要，也是我国能源行业可持续发展的需要。

就一体化脱除技术而言，氧化法更具优势。电力生产过程中，燃煤烟气中90-95％的NOx是NO，其水溶性差无法被吸收剂吸收，导致脱硝效率较低，而NO₂、NO₃和N₂O5等水溶性较强；因此，实现NO在气相中的快速氧化是脱硝的关键。对汞而言，颗粒态汞和氧化态汞可被电除尘器和湿法脱硫等现有污染物控制设备协同脱除，脱汞的关键是Hg⁰的脱除，因此，将Hg⁰于气相中快速氧化为Hg²⁺是实现脱汞的重点。基于氧化法原理，利用火电厂现有污染物控制装置，并对其进行布局优化，进而实现多污染物一体化脱除是经济高效且符合我国国情的发展方向之一。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种光助催化氧化脱除烟气中多污染物的装置及方法。

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，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。

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。

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。

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。

所述缺口25的间距为10-15cm；所述孔板26上设有多个孔，空隙率为80％。

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，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流动过程中形成剧烈紊流效应，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，火电厂空预器输出的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中的液相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；