[發明專利]一種基于可見光的一體化脫硫脫汞方法及其裝置

在審

• 申請號: 201510798422.2
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105413453A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 張安超;邢微波;路好;朱崎峰;盛偉;劉志超;張立享
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/74;B01D53/50;B01D53/64
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 許伯嚴

技術領域

本發明涉及大氣污染物控制領域，具體涉及一種基于可見光的一體化脫硫脫汞方法及其裝置。

背景技術

我國既是世界上最大的煤炭生產國，又是世界上最大的煤炭消費國。煤炭的使用產生了多種大氣污染物，如SO₂、NO_x和Hg等。目前，我國的SO₂和NO_x控制技術已基本成熟。NO_x的脫除主要采用較高溫度的SCR方法；SO₂主要采用石灰石-石膏等濕法進行脫除；但在燃煤煙氣中Hg的控制領域還處于研究階段。國內外現有煙氣凈化技術中，SCR脫硝技術在約350℃的溫度段進行脫硝反應，而SO₂和Hg則在較低溫度（~100℃）下完成脫除?，F有的脫硫和脫汞技術往往是幾個獨立系統的簡單組合，極少有硫汞一體化脫除技術。

燃煤煙氣中汞主要以三種存在形式：單質汞（Hg⁰）、二價汞（Hg²⁺）和顆粒態汞（Hg^p）。Hg²⁺易溶于水，可以通過濕法煙氣脫硫裝置（WFGD）去除；Hg^p可以通過現有的除塵設備去除；但Hg⁰易揮發且不溶于水，很難通過現有設備脫除。由于Hg⁰的脫除已經十分困難，如果在脫硫基礎上再實現聯合脫汞，就會造成整個煙氣后處理系統復雜，占地面積大，投資和運行成本頗高等缺點。

隨著環保法規不斷提高和完善，針對煙氣中汞排放控制的法律法規亦逐漸出臺，但目前還沒有一種經濟有效的一體化煙氣脫硫脫汞裝置商業應用。因此，研發高效、清潔、節能、運行成本低廉的一體化脫硫脫汞方法與裝置具有廣泛的應用前景。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明旨在提供一種基于可見光的一體化脫硫脫汞方法及裝置，其結構簡單，一體化脫硫脫汞效率高、運行成本低、操作維護方便以及清潔環保。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案如下：

一種基于可見光的一體化脫硫脫汞方法，利用添加復合型催化劑Ag/AgX(X=Cl、Br、I)-Ca(OH)₂的反應液經可見光照射后釋放出強氧化性的羥基自由基^·OH、超氧自由基^·O₂^—和空穴h⁺，將二氧化硫和單質汞Hg⁰以CaSO₄和Hg²⁺的形式脫除，實現燃煤煙氣中SO₂和Hg⁰的一體化脫除，反應后的潔凈煙氣經過煙囪排入大氣。

所用的反應液是由水和催化劑混合而成。

催化劑的制備方法為：

步驟1、取0.1摩爾的AgNO₃溶于200mL去離子水中，并均勻攪拌，得到AgNO₃溶液；

步驟2、取0.05摩爾的Na₂CO₃溶于100mL去離子水中，得到Na₂CO₃溶液；

步驟3、在磁力攪拌方式下將Na₂CO₃溶液加入AgNO₃溶液中，持續磁力攪拌20分鐘后，得到Ag₂CO₃沉淀溶液；

步驟4、在磁力攪拌方式下將0.1摩爾的氯化鉀（KCl），或0.1摩爾的溴化鉀（KBr），或0.1摩爾的碘化鉀（KI）加入上述Ag₂CO₃沉淀溶液中，并繼續磁力攪拌30分鐘，分別得到AgCl或AgBr或AgI沉淀溶液；

步驟5、將AgCl或AgBr或AgI沉淀溶液置于磁力攪拌與水浴加熱裝置中，于50~80℃水浴條件中培養20分鐘后，加入10～25mL的乙二醇，得到Ag/AgCl或Ag/AgBr或Ag/AgI沉淀溶液，之后，采用磁力方式攪拌20分鐘后靜置12~20小時；

步驟6、用去離子水對經過靜置的Ag/AgCl或Ag/AgBr或Ag/AgI沉淀多次洗滌至中性，置于60~80℃的烘箱中干燥24小時，研磨、篩分至100目以上，得到Ag/AgCl或Ag/AgBr或Ag/AgI催化劑，并簡稱為Ag/AgX(X=Cl、Br、I)；