[發明專利]臭氧催化結合濕法脫除煙氣含氯有機污染物的方法及裝置

在審

• 申請號: 202010733863.5
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111841312A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 林法偉;項力;張志滿;陳冠益;顏蓓蓓;程占軍;馬文超
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/78;B01D53/76;B01D53/70;B01D53/68;B01D53/60;B01D47/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉歌

一種臭氧催化結合濕法脫除煙氣含氯有機污染物的方法及裝置，該方法包括將待處理煙氣和臭氧通入反應單元中在催化劑作用下發生臭氧催化氧化反應；氧化后的煙氣進入吸收單元中脫除可溶性污染物，得到潔凈煙氣。本發明提供一種低溫、高效、徹底、穩定降解煙氣中含氯有機污染物的技術，采用臭氧耦合催化的方式，實現含氯有機污染物向HCl、Cl₂、CO₂和H₂O的轉化，隨后結合濕法堿液吸收可以達到90％以上的脫除效果。

技術領域

本發明涉及煙氣污染物治理技術領域，尤其涉及一種臭氧催化結合濕法脫除煙氣含氯有機污染物的方法及裝置。

背景技術

目前，我國大氣污染形勢主要表現為冬季霧霾和夏季臭氧的雙重壓力。揮發性有機污染物(VOCs)和氮氧化物(NO_x)是形成臭氧的重要前體物。化石燃料、生活垃圾和有機固體廢棄物的焚燒煙氣是造成VOCs和NO_x排放的主要源頭。近年來，大型燃煤電站燃燒效率高，VOCs排放忽略不計，NO_x排放亦經超低排放技術的普及得到有效治理。煙氣排放治理的難點轉向小型燃煤鍋爐、工業窯爐、生活垃圾焚燒爐、有機固廢熱處理爐窯等。低品位能源熱值低、成分復雜、燃燒效果差、燃燒過程不穩定，易造成大量VOCs的排放，傳統脫硝技術難以適用，給NO_x污染治理帶來巨大挑戰。此外，生活垃圾等有機固廢中聚氯乙烯等含氯物質增加了含氯有機污染物的排放風險。含氯有機污染物具有化學穩定性強、生物降解性低、環境健康毒害持久等特性，因此治理更復雜、成本更高。

針對煙氣含氯有機污染物的治理方法主要包括吸附法和破壞法。吸附法脫除效率高、工藝簡單，但吸附產物環境風險高，屬于危險廢物，無害化處理成本高。破壞法主要采用催化氧化法。在煙道中布置催化劑床層或借助選擇性催化還原(SCR)脫硝的催化劑，借助煙氣中氧氣實現煙氣中含氯有機污染物的氧化降解。然而傳統催化氧化法的活性溫度區間高，300～500℃之間，在與SCR共用催化劑時尚可滿足需求，而面向小型鍋爐等低溫煙氣難以實現高效降解。含氯有機污染物不同于普通有機污染物，氧化產物除CO₂和H₂O之外，可能產生其他含氯有機污染物，氯代反應的存在甚至增加氯代程度；反應溫度窗口處于二噁英合成的溫度區間，甚至造成二噁英的產生，進一步提高毒性。反應過程氯元素在催化劑表面富集，更容易造成催化劑中毒。徹底氧化產物HCl和Cl₂仍需下游脫除技術完成脫除。綜合來看，含氯有機污染物的降解存在高溫、效率低、反應不徹底、催化劑易中毒、氧化產物需下游脫除等瓶頸問題。

臭氧作為一種強氧化劑，可以實現更低溫度的高效氧化，目前已在NO_x脫除領域有了廣泛應用。向低溫煙氣區間噴入臭氧，實現煙氣中NO向NO₂、N₂O₅等高價態氮氧化物轉化，溶解度的顯著提升可實現下游濕法脫硫塔的一體化協同脫除。然而，通過向煙氣中噴入O₃，尤其是耦合催化結合濕法吸收從而深度處理含氯有機污染物卻較少被報道。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的之一在于提出一種臭氧催化結合濕法脫除煙氣含氯有機污染物的方法及裝置，以期至少部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本發明的一個方面，提供了一種臭氧催化結合濕法脫除煙氣含氯有機污染物的方法，包括：

(1)將待處理煙氣和臭氧通入反應單元中在催化劑作用下發生臭氧催化氧化反應；

(2)氧化后的煙氣進入吸收單元中脫除可溶性污染物，得到潔凈煙氣。

作為本發明的另一個方面，還提供了一種臭氧催化結合濕法脫除煙氣含氯有機污染物的裝置，用于執行如上所述的方法，包括：

反應單元，待處理煙氣在其內發生臭氧催化氧化反應；以及