[发明专利]自由基预氧化结合湿法吸收的同时脱硫脱硝脱汞方法

说明书

本发明涉及一种基于自由基预氧化结合湿法吸收的同时脱硫脱硝脱汞系统，所述的系统是采用紫外光联合催化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基在撞击床中氧化脱除SO₂﹑NO_x和Hg⁰。来自排放源的部分烟气与部分催化剂颗粒混合后由高速喷嘴喷入撞击床，另一部分烟气与另一部分催化剂颗粒混合后由同轴对向布置的高速喷嘴喷入撞击床。与此同时，过氧化物溶液通过喷雾器喷入撞击床内，三股气流在撞击床内发生撞击混合。紫外光联合催化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基氧化SO₂﹑NO_x和Hg⁰生成气态二价汞﹑二氧化氮﹑三氧化硫﹑硫酸和硝酸，然后在尾部的湿法脱硫系统中被吸收脱除。该系统能够用于改造现有的燃煤锅炉实现硫﹑氮﹑汞一体化脱除，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及燃烧烟气污染物控制领域，具体涉及一种基于自由基预氧化结合湿法吸收的同时脱硫脱硝脱汞方法。

背景技术

燃烧过程中产生的SO₂﹑NO_x以及Hg能够引起酸雨﹑光化学烟雾和致癌等严重的大气污染问题，危害人类健康和生态平衡。在过去的几十年，尽管人们开发了大量的烟气脱硫脱硝脱汞技术，但现有的各种脱硫脱硝脱汞技术在研发当初仅针对单一污染物为脱除目标，无法实现多污染物的同时脱除。例如，目前应用较多的烟气脱硫脱硝技术主要为石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术和氨选择性催化还原法。这两种方法虽可以单独脱硫脱硝，但无法在一个反应器内实现同时脱除。两种工艺叠加使用虽然可以实现同时脱硫脱硝，但造成整个系统复杂，占地面积大，投资和运行成本高等不足。另外，随着人类对环保要求的不断提高，针对烟气中汞排放控制的法律法规也逐渐出台，但目前还没有一种经济有效的烟气脱汞技术获得大规模商业应用。如果在现有的脱硫和脱硝系统尾部再次增加单独的烟气脱汞系统，则势必将造成整个系统的初投资和运行费用进一步增加，最终很难以在发展中国家获得大规模商业应用。综上所述，如果能够在一个反应器内将SO₂﹑NO_x﹑Hg同时脱除，则有望大大降低系统的复杂性和占地面积，进而减少系统的投资与运行费用。因此，开发经济有效的硫/氮/汞同时脱除技术是该领域当前的热点问题。

发明内容

本发明涉及一种基于自由基预氧化结合湿法吸收的同时脱硫脱硝脱汞方法，所述的方法是采用紫外光联合催化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基在撞击床中氧化脱除SO₂﹑NO_x和Hg⁰。

本发明的方法基于的原理及反应过程如下：

1、由图1所示，采用电子自旋共振(ESR)光普仪可测定到反应系统中产生了羟基和硫酸根自由基。因此，该系统首先是释放了具有强氧化性的羟基和硫酸根自由基，具体过程可用如下的化学反应(1)-(3)表示：

H₂O₂+UV+催化剂→2·OH (1)

2、产生的强氧化性的硫酸根和羟基自由基可将烟气中的SO₂﹑NO_x和Hg⁰预氧化生成气态二价汞﹑二氧化氮﹑三氧化硫﹑硫酸和硝酸。具体过程可用如下反应(4)-(13)表示：

a·OH+bSO₂→cH₂SO₄+other products (4)

a·OH+bSO₂→cSO₃++other products (5)

a·OH+bNO→cNO₂++other products (6)