[發明專利]一種基于光化學噴動塔改性磁催化劑同時脫硫脫硝脫汞的方法及系統

在審

• 申請號: 202211459573.1
• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN115888714A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 劉楊先;張永春;趙永椿;王燕;張軍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J37/34;B01D53/86;B01D53/60;B01D53/64;B01D53/46
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 陳佳佳

1.一種基于光化學噴動塔改性磁催化劑同時脫硫脫硝脫汞的系統，其特征在于，所述系統包括用于催化劑改性的光化學噴動塔(1)和用于催化脫除的對沖塔(2)；

所述光化學噴動塔(1)內部設有多個熱管(3)和紫外燈管(4)，底面內壁上均勻分布有若干個磁催化劑噴射裝置(5)，頂部開設有與磁催化劑給料裝置(6)連接的磁催化劑入口(7)、改性試劑及其攜帶氣流入口(8)、與氣固撞擊混合器(9)連接的改性后磁催化劑出口(10)；所述光化學噴動塔(1)外部設有氣流外循環旁路(11)，所述氣流外循環旁路(11)的一端與光化學噴動塔(1)頂部連通，另一端與磁催化劑噴射裝置(5)連通，且氣流外循環旁路(11)上安裝有第一風機(12)；所述光化學噴動塔(1)底部設有第一閥門(13)；

所述對沖塔(2)頂部開設有與磁分離裝置(15)入口管路連通的第一出口(16)，兩側內壁上分別設有若干個對稱分布的氣固噴嘴陣列(17)，兩側氣固噴嘴陣列(17)通過管道分別與氣固撞擊混合器(9)連通，所述管道上分別設有第二風機(19)和第三風機(20)；所述氣固撞擊混合器(9)通過供氣管道與燃燒器(18)連通，所述供氣管道上裝有第四風機(21)和煙氣調溫器(22)；所述磁分離裝置(15)上設有磁催化劑出口(23)和處理后的煙氣出口(24)；所述對沖塔(2)底部設有第二閥門(14)。

2.根據權利要求1所述的基于光化學噴動塔改性磁催化劑同時脫硫脫硝脫汞的系統，其特征在于，所述光化學噴動塔(1)內的紫外燈管(4)采用均等間距和叉排布置方式，紫外燈管(4)中心線與光化學噴動塔(1)的中軸線平行布置，相鄰兩根紫外燈管(4)的間距不小于15cm，相鄰兩根紫外燈管(4)與所述光化學噴動塔(1)中心所呈夾角不小于20度，紫光燈管(4)的長度為20～300cm，每兩根紫外燈管(4)之間中心處的紫外線輻射強度不小于20μW/cm²；熱管(3)采用叉排布置的方式，熱管(3)與紫外燈管(4)間隔布置。

3.根據權利要求1所述的基于光化學噴動塔改性磁催化劑同時脫硫脫硝脫汞的系統，其特征在于，所述對沖塔(2)內的橫截面為圓形或矩形，在一層或多層截面上設有氣固噴嘴陣列(17)，相鄰截面上的氣固噴嘴陣列(17)間距為15～100cm，同一層截面兩側對向的氣固噴嘴陣列(17)間距為50～300cm。

4.一種基于光化學噴動塔改性磁催化劑同時脫硫脫硝脫汞的方法，其特征在于，所述脫除方法基于權利要求1～3任一項所述系統完成，所述方法包括：

(1)選材：

選取改性試劑和磁催化劑，所述改性試劑為單獨H₂O₂或包含H₂O₂在內的混合物，根據光化學噴動塔的體積計算出磁催化劑和改性試劑的投入量；

(2)磁催化劑改性：

將改性試劑和磁催化劑通入光化學噴動塔(1)內，利用紫外燈管誘導改性試劑中的H₂O₂產生羥基自由基(·OH)，利用產生的羥基自由基(·OH)攻擊磁催化劑表面，使得磁催化劑表面產生活性位點，并通過氣流外循環旁路對磁催化劑進行多次反復改性；

(3)催化氧化：

將改性后的磁催化劑和燃燒器產生的煙氣通入對沖塔內，利用磁催化劑上的活性位點熱催化氧化煙氣中的SO₂、NO和/或Hg⁰，使得SO₂、NO和/或Hg⁰被分別氧化為SO₃、NO₂/N₂O₄/N₂O₅和/或Hg²⁺；

(4)脫除：

將步驟(3)中失去催化活性位點的磁催化劑通過磁分離器與含有SO₃、NO₂/N₂O₄/N₂O₅、和/或Hg²⁺的煙氣分離，氧化后的煙氣直接通向后方的濕法脫硫系統進行洗滌脫除。