[發(fā)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(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN115888714A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)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(chǎn)權代理有限公司 32382
• 代理人: 陳佳佳

本發(fā)明提供了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(tǒng)，屬于大氣污染物控制技術領域；在本發(fā)明中，利用綠色自由基改性磁催化劑，通過改性后的磁催化劑使得煙氣中的SOsubgt;2/subgt;、NOsubgt;x/subgt;和Hgsupgt;0/supgt;被分別氧化為相對更加易溶解的SOsubgt;3/subgt;、NOsubgt;2/subgt;/Nsubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;/Nsubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;和Hgsupgt;2+/supgt;，并能夠通過磁分離器后方的濕法脫硫系統(tǒng)洗滌脫除。本發(fā)明所述磁催化劑失活后能夠利用綠色自由基活化再生，克服了催化脫除法存在的易失活的缺陷，氣流外循環(huán)旁路的循環(huán)作用和噴嘴的對沖作用大大提高了磁催化劑的改性速率和傳質速率，同時具有初投資和運行費用低等諸多優(yōu)點，是一種具有廣闊應用前景的新型煙氣凈化方法及系統(tǒng)。

技術領域

本發(fā)明屬于燃燒煙氣污染物控制領域，具體涉及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(tǒng)。

背景技術

燃燒過程產(chǎn)生的SO₂、NO_x和汞等大氣污染物能夠引起酸雨﹑光化學煙霧以及致癌致畸等危害，嚴重危及了生態(tài)環(huán)境和人類健康。因此，研究開發(fā)經(jīng)濟﹑環(huán)保﹑高效的煙氣脫硫脫硝脫汞技術是各國政府和環(huán)?？萍既藛T面臨的重要任務之一。

在過去二十年，國內(nèi)外研究人員開發(fā)了大量的煙氣脫硫脫硝脫汞技術，但由于人類認識過程的局限性和科學技術發(fā)展的漸進性，現(xiàn)有的各種煙氣脫硫脫硝脫汞技術在研發(fā)當初僅針對單一污染物為脫除目標，一般無法實現(xiàn)煙氣多污染物的同時脫除。例如，目前采用的主流煙氣脫硫脫硝技術主要為石灰石-石膏法濕法煙氣脫硫技術和氨基選擇性催化還原脫硝法。這兩種方法雖然可以分級實現(xiàn)煙氣脫硫脫硝，但均無法在一個反應器內(nèi)實現(xiàn)同時脫除。兩種工藝的聯(lián)合疊加使用雖然可以實現(xiàn)煙氣同時脫硫脫硝，但同時也導致整個系統(tǒng)龐大復雜、占地面積大、初投資和運行費用高等諸多不足。

此外，隨著人類對環(huán)保要求的不斷提高，針對燃燒煙氣中汞排放控制的呼聲越來越高，但目前還沒有一種經(jīng)濟有效的燃燒煙氣脫汞技術獲得大規(guī)模商業(yè)化應用。如果在現(xiàn)有的脫硫和脫硝系統(tǒng)尾部再添加單獨的煙氣脫汞系統(tǒng)，則勢必將造成整個系統(tǒng)的初始投資和運行費用進一步急劇增加。我國目前在工業(yè)和民用行業(yè)保有的中小型鍋爐﹑工業(yè)窯爐和垃圾焚燒爐超過50萬臺。這些中小型燃燒裝置的企業(yè)用戶同時安裝SO₂、NO_x和汞三種污染物脫除裝置時將面臨巨大的經(jīng)濟壓力，不利于相關技術和政策的大規(guī)模推廣。

綜上所述，如果能夠在一個反應器內(nèi)將SO₂、NO_x和汞實現(xiàn)同時脫除，即同時脫硫脫硝脫汞，則有望大大降低系統(tǒng)的復雜性和占地面積，進而減少系統(tǒng)的初投資與運行費用，具有良好的發(fā)展前景。目前國內(nèi)外研究者已經(jīng)開發(fā)了多種煙氣同時脫硫脫硝脫汞技術，主要包括催化法、等離子體脫除法、吸附法、絡合吸收法、傳統(tǒng)化氧化法和自由基高級氧化法等。等離子體脫除法存在技術裝置可靠性差和能耗高等不足。吸附法存在脫除效率低和裝置需要間歇操作等缺點。絡合吸收法具有絡合劑再生損耗大和能耗高等不足。傳統(tǒng)氧化法存在氧化能力低、氧化劑消耗量大、二次污染或成本高等問題(不同氧化劑往往包含一種或多種缺點)。當前廣受關注的自由基高級氧化技術獲得了較大的發(fā)展，但是目前仍然存在投資大和運行費用高、技術成熟度差等技術經(jīng)濟難題，離工業(yè)應用仍有很大的距離，需要該領域科技人員投入更多的研究努力。