[發明專利]一種脈沖放電與液相催化氧化協同煙氣脫硫方法

無效

• 申請號: 201210013624.8
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102580497A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李濟吾;俞杰
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: B01D53/76
• 分類號: B01D53/76;B01D53/78;B01D53/86;B01D53/96;B01D53/50
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所 33230
• 代理人: 陳輝

技術領域

本發明涉及煙氣脫硫領域的一種脈沖放電與液相催化氧化協同煙氣脫硫方法。

背景技術

酸雨是當代世界面臨的重大環境問題之一，雖然目前我國酸雨和二氧化硫的防治取得了成就，但隨著燃煤火電廠的不斷增加，區域性酸雨污染仍然十分嚴重。由于煙氣脫硫(FGD)是控制SO₂污染的主要手段，因此我們需要進一步的開發更先進的煙氣脫硫工藝技術。

脫硫技術按脫硫過程中吸收劑和脫硫產物的干濕狀態可分為干法、半干法和濕法。濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌SO₂煙氣以脫除SO₂。最為常用方法為石灰/石灰石吸收法，以其脫硫效率高、適應范圍廣、鈣硫比低、技術成熟、副產物石膏可做商品出售等優點成為世界上占統治地位的煙氣脫硫方法。但由于投資大、動力消耗大、占地面積大、設備復雜、運行費用和技術要求高等缺點，所以限制了它的發展速度。采用過渡金屬離子（Mn、Fe等）進行液相催化氧化SO₂，在有氧的情況下，酸性水溶液中過渡金屬離子Mn²⁺、Fe(Ⅲ)可催化氧化S(Ⅳ)，這是千代田法煙氣脫硫技術中一個十分重要的反應。它與傳統石灰石-石膏法相比，具有理論上不消耗催化劑，在吸收設備內不發生結構及堵塞現象，可回收酸等優點。干法脫硫有噴霧干燥法、活性炭法、電子射線輻射法、填充電暈法、荷電干式吸收劑噴射脫硫技術等，其中電暈法根據供電方式的不同分為直流電暈放電和脈沖電暈放電，以往研究結果已表明，脈沖電暈放電脫硫效果優于直流電暈放電，但仍存在能耗高，氨逃逸等問題。利用直流電暈放電與Mn⁺溶液催化氧化協同煙氣脫硫，脫硫效率較高，可解決氨逃逸等問題，但能量利用率仍不夠理想。為了提高放電能量利用率與脫硫效率，將脈沖放電煙氣脫硫與液相催化氧化煙氣脫硫這兩種方法的優點有機結合起來，將能達到較理想的脫硫效果與放電的能量利用率，是煙氣脫硫的一個重要的研究方向。

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發明內容

本發明提出了一種脈沖放電與液相催化氧化協同煙氣脫硫方法。它將脈沖放電與液相催化氧化技術的特點有機結合起來。它是由電暈放電反應器(線-筒式)、高壓脈沖電源供電系統、液相催化劑、液膜形成循環系統、水處理系統組成。待處理煙氣進入電暈放電反應器電場中，一方面高壓脈沖電暈電場放電產生的自由基和活性物質將煙氣中部分SO₂氧化SO₃，活性物質如O、OH、O₃、HO₂，另一方面在電場和擴散的共同作用下，SO₃與未被氧化的SO₂遷移進入反應器內壁上的水膜液相被吸收后，SO₂進一步被液相催化氧化為S(VI)，最終形成高價態酸類，從而達到凈化煙氣目的；煙氣脫硫反應后產生的廢水經適當處理可循環使用。本發明方法充分利用脈沖放電煙氣脫硫、液相催化氧化煙氣脫硫各自的優勢，將兩者優勢有機結合起來，具有結構簡單，脫硫效率高，放電能量利用率高，溶液循環利用，投資運行成本低，具有廣闊的應用前景。

所述的電暈放電反應器1為線筒式反應器，反應器筒體由不銹鋼制成，筒體內徑600-800mm，筒體長4000-5000mm；反應器筒體的中心設置芒刺型放電極，放電極采用外徑為40mm的不銹鋼管，其長度與反應器筒體相匹配，芒刺長30mm，間距為50-60mm。

所述的高壓脈沖電源供電系統2是由高壓脈沖電源、ESPC-I?型智能控制器組成，額定輸出電壓為100kV，額定輸出電流1000mA，脈沖幅度1.2-2.0倍基礎直流電壓，脈沖頻率10-40KHz，控制器可調節輸出電壓參數與選擇脈沖供電方式。

所述的液相催化劑是為兩種過渡性金屬離子Fe²⁺+Mn²⁺混合溶液，Fe²⁺+Mn²⁺混合溶液質量百分比濃度為0.5%至1.6%，Fe²⁺與Mn²⁺溶液的質量比為1至1.2。