[發明專利]光催化氧化與光催化曝氣集成的煙氣海水脫硫脫硝工藝

有效

• 申請號: 201610286160.6
• 申請日: 2016-05-04
• 公開（公告）號: CN107344068B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 李春虎;李子真;袁國鋒;孫波;馮麗娟;卞俊杰;王亮;王文泰;鄭昱
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/60;B01D47/06;C02F9/08;C02F103/08
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 王鐸

本發明公開了一種光催化氧化與光催化曝氣集成的煙氣海水脫硫脫硝工藝，包括以下三個子工藝模塊：煙氣與海水通過射流反應器混合、光催化氧化海水脫硫脫硝和光催化降解COD與多環芳烴（PHAs）模塊，三個工藝模塊相互串聯，組合使用，達到同時海水煙氣脫硫脫硝與廢海水處理的一體化目的。本發明的優點：由于實現了煙氣同時海水脫硫脫硝，使整個光催化海水脫硫脫硝吸收塔與曝氣池的體積大大縮小，更有利于船舶上有限面積的設備安裝與技術推廣使用。只需光催化劑，天然海水就可實現煙氣的同時脫硫脫硝一體化與廢海水的曝氣達標排放，降低了空氣曝氣量和新鮮海水的摻混量，從而顯著降低工程造價，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種煙氣海水脫硫脫硝技術，特別涉及一種利用海水對燃煤電廠、遠洋船舶、軍艦和海上平臺柴油機煙氣同時脫硫脫硝的新工藝。

背景技術

海水脫硫技術始于上世紀70年代，并很快在歐洲、美洲、亞洲等沿海電廠推廣應用。眾所周知，天然海水中含有大量的可溶性鹽，通常呈堿性，自然堿度為1.2～2.5mmol/L,具有天然的酸堿緩沖能力及吸收SO2的能力，這是海水直接用于煙氣脫硫的理論依據。

海水脫硫過程的核心是煙氣與海水的接觸傳質，該過程在氣液接觸傳質設備中進行。填料塔是以塔內的填料作為氣液兩相間接觸構件的傳質設備，具備分離效率高、阻力小、通量大、操作彈性大等特點，在氣液初始分布良好的情況下幾乎無放大效應。

傳統的海水脫硫工藝通常采用的是散堆聚丙烯填料或陶瓷填料，相對來講，聚丙烯填料易老化，浸潤性差，壽命短，單重量輕；而改性催化陶瓷規整填料具有比表面積大，空隙率高，浸潤性好，壓降小，通量大，壽命長，操作液氣比和溫度彈性大等特點。另外，陶瓷填料具有表面易改性、耐高溫、耐海水腐蝕、不易堵塞、抗凍性能好、水熱老化性能穩定和維護費用低等優點。李春虎等人在國家“863”課題資助下，也發明了多種海水脫硫高效填料（用于海水脫硫的陶瓷規整催化填料的制備方法，ZL200910308778.8；用于海水脫硫的塑料規整催化填料的制備方法，ZL200910308741.5）與海水脫硫工藝（一種利用海水脫除煙氣中二氧化硫的工藝，ZL 200910310771.X）。這些海水脫硫填料和工藝技術發明，使海水脫硫中的海水的噴淋量、填料抗海水腐蝕、壽命以及脫硫后的廢酸性海水曝氣量等指標大幅提升，但該技術仍然無法實現海水脫硝。

另一方面，海水脫硫技術也逐步移植到船舶和海上平臺柴油機煙氣脫硫中，船舶煙氣中含有大量的大氣污染物，其中占絕大多數的為SO₂、NOx和顆粒物。其中SO₂、NOx對人類健康、動植物、農作物、生態環境以及國民經濟的危害也逐漸為人們所熟知。數據顯示，2010年全國內河船舶氣體排放的污染物中僅氮氧化物（NOx）就高達81萬噸，而在船舶聚集的沿海港口地區，各類船舶氣體排放的污染物更是可觀，以成為港口大氣污染和霧霾的主要元兇。。面對日趨嚴峻的狀況國內外對船舶煙氣的排放標準也日益嚴格。根據國際防止船舶造成污染公約（MARPOL）附則VI技術規則修正案，最為嚴格的船舶尾氣中SO₂、NOx的排放要求已于近幾年陸續生效。因此，我國相關部門近些年一直在尋找有效的解決方法，爭取盡快達到國際要求。

目前，國際上對于船舶煙氣脫硫研究的公司和技術種類較多，包括，歐洲、美國等的Marine Exhaust Solutions、Hamworthy Krystallon、Ecospec、Advanced CleanupTechnologies、DuPont、Wartsila、Green Tech Marine、Alfa Laval Aalborg、Rolls-RoyceMarine、MAN Diesel Turbo和Wartsila等十多家；國內，則有中國海洋大學、大連海事大學和上海海洋大學等。但對于船舶煙氣同時脫硫脫硝的技術開發與研究則較少。