[发明专利]一种光催化氧化结合双循环吸收的烟气净化装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，特别涉及一种光催化氧化结合双循环吸收的烟气净化装置及方法。

背景技术

近年来，由于电站锅炉、工业锅炉和民用锅炉的数量大幅提高，燃煤烟气污染物排放量呈现爆发式增长，导致我国雾霾频发，严重危害了人民健康和生态环境。燃煤烟气污染物主要包括颗粒物、SO₂、NOx和痕量重金属(Hg、As等)等，并且还有大量的温室气体如CO₂和VOCs。

与工业锅炉和民用锅炉相比，电站锅炉对上述大部分污染物均采取了有效的控制措施，其中，主流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。主要的脱硝技术为选择性催化还原脱硝(SCR)技术，但传统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为目前通用的脱汞方法，但其存在成本高、废弃活性炭难以回收利用等问题。上述技术对各自污染物均有相当的脱除效率，在一定程度上满足了当下排放标准，但这种串联式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，研发新兴的燃煤烟气多污染物协同脱除技术是我国能源行业可持续发展的需要。

需要指出的是，传统脱硝过程是一种较为消极的处理方式，这是因为NOx是一种潜在资源，而SCR脱硝的原理是利用NH₃还原NOx转化为N₂和H₂O。从氨气利用角度来说，SCR脱硝也仅是权宜之计：氨气是工业生产中重要的基础原料，合成氨反应(N₂+3H₂＝2NH₃)是极其重要的化工反应，其能耗较高，而在氨气的利用途径中，用于SCR脱硝的氨气每年要数以万吨计，最终NH₃又转化为N₂，这相当于是能源的二次消耗，也是一种巨大的资源浪费。

近年来，以优化双循环脱硫系统为代表的超低排放技术已在部分电厂得到了应用，其在高效脱除SO₂方面实现了突破，然而该系统对燃煤烟气中其他污染物的控制较少。本发明拟对传统双循环系统进行优化改进来实现多污染物协同脱除的目的。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种光催化氧化结合双循环吸收的烟气净化装置及方法。

一种光催化氧化结合双循环吸收的烟气净化装置，第一烟道10连通至静电除尘器4的烟气入口，静电除尘器4的烟气出口通过第二烟道11连通至第一级喷淋塔5的烟气入口，第一级喷淋塔5的烟气出口依次通过第三烟道12和增压风机6连通至第二级喷淋塔7的烟气入口，第二级喷淋塔7的烟气出口经高效除雾器连接至烟囱；

第一烟道10内设置第一烟气换热器2，所述第一烟气换热器2采用大管21内套小管22的结构，所述小管22的管壁上间隔设有缺口23，缺口23处设有圆形孔板24，所述孔板24固定在小管22的内壁上，其外径等于小管22的内径；第二烟道11内设置第二烟气换热器2＇，所述第二烟气换热器2＇为单管程结构；

第一烟气换热器2的小管22入口与空压机系统8相连，大管21入口与氧化剂储罐1相连，大管21出口与光助催化活化反应器3的入口相连，光助催化活化反应器3的出口连接至第一级喷淋塔5的烟气出口；所述光助催化活化反应器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；

第一级喷淋塔5的废液出口连接至第二液固分离器9＇，第二液固分离器9＇的液相出口连通至第二级喷淋塔7的吸收液入口，第二液固分离器9＇的固相出口和第二级喷淋塔7的废液出口分别连通至第一液固分离器9，第一液固分离器9的液相出口连通至第二烟气换热器2＇的入口。

所述光助催化活化反应器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器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。

所述第一烟气换热器2包括左右两端的盘管段和中部的直管段；所述第二烟气换热器2＇包括左右两端的盘管段和中部的直管段。

所述缺口23的间距为10-15cm；所述孔板24上含有多个孔，孔隙率为80％。