[發(fā)明專利]一種光助催化氧化脫除煙氣中多污染物的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610049882.X
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN105536466B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝潤龍;趙毅;袁博
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): B01D53/75
• 分類號(hào): B01D53/75;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/64;B01D53/78;B01D53/50;B01D50/00;B01D53/60;F23J15/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 陳波

1.一種光助催化氧化脫除煙氣中多污染物的裝置，煙氣管路(11)連通至靜電除塵器(4)的煙氣入口，靜電除塵器(4)的煙氣出口通過管路(12)連通至吸收裝置(5)，其特征在于，煙氣管路(11)內(nèi)設(shè)置煙氣余熱利用及霧化發(fā)生裝置(2)，所述煙氣余熱利用及霧化發(fā)生裝置(2)采用大管(23)內(nèi)套小管(24)的結(jié)構(gòu)，所述小管(24)的管壁上間隔設(shè)有缺口(25)，缺口處設(shè)有孔板(26)，所述孔板(26)固定在小管(24)的內(nèi)壁上，其外徑等于小管(24)的內(nèi)徑，小管(24)的入口與空壓機(jī)系統(tǒng)(1＇)相連，大管(23)的入口與氧化劑儲(chǔ)罐(1)相連，大管(23)的出口與光助催化活化反應(yīng)裝置(3)的入口相連，光助催化活化反應(yīng)裝置(3)的出口連接至靜電除塵器(4)的煙氣出口；所述光助催化活化反應(yīng)裝置(3)為圓筒結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部陣列排布有石英管(33)，石英管(33)內(nèi)套有UV燈管(32)；吸收裝置(5)的煙氣出口經(jīng)高效除霧器連接至煙囪。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光助催化氧化脫除煙氣中多污染物的裝置，其特征在于，所述光助催化活化反應(yīng)裝置(3)的入口處設(shè)有錐形氣流分布裝置(31)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光助催化氧化脫除煙氣中多污染物的裝置，其特征在于，所述光助催化活化反應(yīng)裝置(3)的圓筒結(jié)構(gòu)，由外至內(nèi)依次包括鋼質(zhì)外殼、保溫層、隔離層和防腐層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光助催化氧化脫除煙氣中多污染物的裝置，其特征在于，所述煙氣余熱利用及霧化發(fā)生裝置(2)采用鈦鋼材質(zhì)，包括左右兩端的盤管段(21)和中部的直管段(22)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光助催化氧化脫除煙氣中多污染物的裝置，其特征在于，所述缺口(25)的間距為10-15cm；所述孔板(26)上設(shè)有多個(gè)孔，孔隙率為80％。

6.權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述一種光助催化氧化脫除煙氣中多污染物的裝置凈化煙氣的方法，其特征在于，空壓機(jī)系統(tǒng)(1＇)向所述煙氣余熱利用及霧化發(fā)生裝置(2)的小管(24)內(nèi)輸送壓縮空氣，氧化劑儲(chǔ)罐(1)向大管(23)內(nèi)注入復(fù)合氧化劑溶液，壓縮空氣由缺口(25)不斷流出和進(jìn)入小管(24)而進(jìn)入或流出復(fù)合氧化劑溶液中，壓縮空氣通過缺口(25)和孔板(26)流動(dòng)過程中形成紊流效應(yīng)，不斷撓動(dòng)復(fù)合氧化劑溶液，使復(fù)合氧化劑溶液在大管(23)中形成沸騰狀態(tài)；同時(shí)，熱煙氣在流經(jīng)煙氣管路(11)時(shí)，與煙氣余熱利用及霧化發(fā)生裝置(2)發(fā)生換熱，使大管(23)中的復(fù)合氧化劑在沸騰的同時(shí)被霧化而變成霧狀液滴，進(jìn)而增大氣液接觸面積；

霧化復(fù)合氧化劑進(jìn)入光助催化活化反應(yīng)裝置(3)，陣列UV燈管(32)產(chǎn)生的輻射穿過內(nèi)嵌石英管(33)對復(fù)合氧化劑進(jìn)行催化活化產(chǎn)生多種自由基，自由基從光助催化活化反應(yīng)裝置(3)的出口噴出，進(jìn)入靜電除塵器(4)的煙氣出口與煙氣接觸進(jìn)行多污染物原位氧化反應(yīng)，將煙氣中的NO轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)態(tài)的NOx，將Hg⁰氧化為Hg²⁺，NOx、Hg²⁺和SO₂隨煙氣進(jìn)入吸收裝置(5)被吸收脫除，煙氣再經(jīng)過高效除霧器除霧后，由煙囪排入大氣；

以質(zhì)量濃度計(jì)，所述復(fù)合氧化劑溶液為含有30-50wt％的H₂O₂、0-2wt％CH₃COOOH和0-0.5wt％的添加劑的混合水溶液，所述添加劑為NaBr、NaCl、HBr、HCl、HF中的一種以上，所述復(fù)合氧化劑溶液的pH為5-6；

以質(zhì)量濃度計(jì)，吸收裝置(5)內(nèi)的吸收液為含有5-10wt％的MgO、0-5wt％的KCl和0.5-2wt％的KOH的吸收漿液，吸收液的pH為8-10。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種光助催化氧化脫除煙氣中多污染物的裝置凈化煙氣的方法，其特征在于，所述霧狀液滴的粒徑為50-60μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種光助催化氧化脫除煙氣中多污染物的裝置凈化煙氣的方法，其特征在于，所述光助催化活化反應(yīng)裝置(3)的入口處設(shè)有錐形氣流分布裝置(31)，霧化復(fù)合氧化劑由所述錐形氣流分布裝置(31)導(dǎo)流，使霧化復(fù)合氧化劑產(chǎn)生湍流，使復(fù)合氧化劑在光助催化活化反應(yīng)裝置(3)中均勻分布。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種光助催化氧化脫除煙氣中多污染物的裝置凈化煙氣的方法，其特征在于，所述復(fù)合氧化劑為H₂O₂/NaBr水溶液：H₂O₂與NaBr的質(zhì)量濃度比為(40-50):(0.01-0.1)，溶液pH為5.5-6；

或所述復(fù)合氧化劑為H₂O₂/NaCl水溶液：H₂O₂與NaCl質(zhì)量濃度比為(40-50):(0.3-0.5)，溶液pH為5-6；

或所述復(fù)合氧化劑為H₂O₂/CH₃COOOH/HBr水溶液：H₂O₂、CH₃COOOH和HBr的質(zhì)量濃度比為(30-35):(0.5-2):(0.1-0.3)，溶液pH為5-6；

或所述復(fù)合氧化劑為H₂O₂/CH₃COOOH/HF水溶液：H₂O₂、CH₃COOOH和HF的質(zhì)量濃度比為(30-35):(0.5-2):(0.05-0.2)，溶液pH為5-5.5；

或所述復(fù)合氧化劑為H₂O₂/CH₃COOOH/HCl：H₂O₂、CH₃COOOH和HCl的質(zhì)量濃度比為(35-40):(1-2):(0.3-0.5)，溶液pH為5-5.5。