[发明专利]一种低温光催化自氧化还原同时脱硫脱硝的烟气处理方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护科学领域，涉及一种低温光催化自氧化还原同时脱硫脱硝的烟气处理方法。

背景技术

烟气同时脱硫脱硝是目前环保领域急需解决的问题之一。目前同时脱硫脱硝技术分为3类：(1)选择性催化还原法,就是利用催化还原剂还原SO₂为单质硫和/或还原NOx为N₂，尾气吸收后达到排放标准，实现同时脱硫脱硝；(2)氧化吸收法，利用各种强氧化剂如NaClO₂、ClO₂、HClO₃、KMnO₄等，将不溶于水的NO氧化生成NO₂，从而与SO₂在后期碱液中同时被吸收，达到同时脱硫脱硝的目的；(3)自氧化还原同时脱硫脱硝法，利用SO₂与NO或NO₂发生自氧化还原反应生成N₂和SO₃，尾气碱液吸收后排放，达到以废治废并回收利用相关产品的目的。氧化法同时脱硫脱硝通常采用的氧化剂价格比较昂贵，且脱硫脱硝产物难于分离，利用价值不大；而还原法同时脱硫脱硝工艺温度高，催化剂价格比较昂贵，产物难于回收利用；自氧化还原同时脱硫脱硝法将SO₂与NO反应生成N₂和SO₃是目前新技术之一，但温度仍然较高，温度越高，效果越好，最低不能低于200℃，否则无法激发催化剂释放电子和空位起到氧化还原的作用。因此，利用低温光催化技术以废治废降低成本达到同时脱硫脱硝是今后烟气环保领域的新方向之一。

光催化技术是近几年发展的一项新的空气净化技术，此反应条件温和、能耗低、二次污染少。目前将TiO₂纳米管阵列或C₃N₄应用于环保领域主要是吸附和氧化去除NOx，暂无催化自氧化还原将SO₂与NO反应生成NO₂和S同时脱硫脱硝的报道。

本发明提出一种低温光催化自氧化还原同时脱硫脱硝的方法，特别针对电厂和冶金工厂所排放的烟气，在低温光催化条件下让混合气体(二氧化硫和一氧化氮气体)通过自氧化还原催化剂，使二氧化硫和一氧化氮之间发生自氧化还原反应，气体二氧化硫还原转化为硫，冷却后回收单质，一氧化氮氧化成为二氧化氮，尾气经碱液吸收后回收利用。脱硫效率为95％以上；脱硝效率70％以上，单质硫回收率95％以上，NO₂回收率97％以上。可以达到以废治废同时催化脱硫脱销的目的并可回收高附加值产品单质硫，尾气也能达到现行排放标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温光催化自氧化还原同时脱硫脱硝的烟气处理方法。利用该方法可以达到以废治废同时催化脱硫脱硝的目的，并可回收高附加值产品单质硫，还可保证烟气中的二氧化硫和氮氧化物的转化率以及产品单质硫和硝酸盐(亚硝酸盐)的回收率，解决现有脱硫脱硝高温、效率不高和附属产品难于分离和回收的问题。

一种低温光催化自氧化还原同时脱硫脱硝的烟气处理方法，在低温光催化条件下让含有二氧化硫和一氧化氮气体的烟气通过自氧化还原催化剂，使二氧化硫和一氧化氮之间发生自氧化还原反应，二氧化硫转化为硫，一氧化氮转化为二氧化氮。

所述的低温为80-300℃，优选为低于200℃，但不低于80℃，进一步优选为低于100℃，但不低于80℃。

所述的自氧化还原催化剂以TiO₂纳米管阵列或C₃N₄为载体，Mn₂O₃、MnO_2、Mn₃O₄、CeO_2、Al₂O₃、SiO₂、V₂O₅、BaTi_1-xCu_xO₃(0<x<1)、ZSM-5、Co₃O₄、NiO和石墨炭纳米粒子的一种或几种为负载物；负载物优选MnO_2、Co₃O₄、NiO和石墨炭纳米粒子。

所述的光为紫外光或可见光。