[发明专利]一种基于可见光的一体化脱硫脱汞方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及大气污染物控制领域，具体涉及一种基于可见光的一体化脱硫脱汞方法及其装置。

背景技术

我国既是世界上最大的煤炭生产国，又是世界上最大的煤炭消费国。煤炭的使用产生了多种大气污染物，如SO₂、NO_x和Hg等。目前，我国的SO₂和NO_x控制技术已基本成熟。NO_x的脱除主要采用较高温度的SCR方法；SO₂主要采用石灰石-石膏等湿法进行脱除；但在燃煤烟气中Hg的控制领域还处于研究阶段。国内外现有烟气净化技术中，SCR脱硝技术在约350℃的温度段进行脱硝反应，而SO₂和Hg则在较低温度（~100℃）下完成脱除。现有的脱硫和脱汞技术往往是几个独立系统的简单组合，极少有硫汞一体化脱除技术。

燃煤烟气中汞主要以三种存在形式：单质汞（Hg⁰）、二价汞（Hg²⁺）和颗粒态汞（Hg^p）。Hg²⁺易溶于水，可以通过湿法烟气脱硫装置（WFGD）去除；Hg^p可以通过现有的除尘设备去除；但Hg⁰易挥发且不溶于水，很难通过现有设备脱除。由于Hg⁰的脱除已经十分困难，如果在脱硫基础上再实现联合脱汞，就会造成整个烟气后处理系统复杂，占地面积大，投资和运行成本颇高等缺点。

随着环保法规不断提高和完善，针对烟气中汞排放控制的法律法规亦逐渐出台，但目前还没有一种经济有效的一体化烟气脱硫脱汞装置商业应用。因此，研发高效、清洁、节能、运行成本低廉的一体化脱硫脱汞方法与装置具有广泛的应用前景。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明旨在提供一种基于可见光的一体化脱硫脱汞方法及装置，其结构简单，一体化脱硫脱汞效率高、运行成本低、操作维护方便以及清洁环保。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下：

一种基于可见光的一体化脱硫脱汞方法，利用添加复合型催化剂Ag/AgX(X=Cl、Br、I)-Ca(OH)₂的反应液经可见光照射后释放出强氧化性的羟基自由基^·OH、超氧自由基^·O₂^—和空穴h⁺，将二氧化硫和单质汞Hg⁰以CaSO₄和Hg²⁺的形式脱除，实现燃煤烟气中SO₂和Hg⁰的一体化脱除，反应后的洁净烟气经过烟囱排入大气。

所用的反应液是由水和催化剂混合而成。

催化剂的制备方法为：

步骤1、取0.1摩尔的AgNO₃溶于200mL去离子水中，并均匀搅拌，得到AgNO₃溶液；

步骤2、取0.05摩尔的Na₂CO₃溶于100mL去离子水中，得到Na₂CO₃溶液；

步骤3、在磁力搅拌方式下将Na₂CO₃溶液加入AgNO₃溶液中，持续磁力搅拌20分钟后，得到Ag₂CO₃沉淀溶液；

步骤4、在磁力搅拌方式下将0.1摩尔的氯化钾（KCl），或0.1摩尔的溴化钾（KBr），或0.1摩尔的碘化钾（KI）加入上述Ag₂CO₃沉淀溶液中，并继续磁力搅拌30分钟，分别得到AgCl或AgBr或AgI沉淀溶液；

步骤5、将AgCl或AgBr或AgI沉淀溶液置于磁力搅拌与水浴加热装置中，于50~80℃水浴条件中培养20分钟后，加入10～25mL的乙二醇，得到Ag/AgCl或Ag/AgBr或Ag/AgI沉淀溶液，之后，采用磁力方式搅拌20分钟后静置12~20小时；

步骤6、用去离子水对经过静置的Ag/AgCl或Ag/AgBr或Ag/AgI沉淀多次洗涤至中性，置于60~80℃的烘箱中干燥24小时，研磨、筛分至100目以上，得到Ag/AgCl或Ag/AgBr或Ag/AgI催化剂，并简称为Ag/AgX(X=Cl、Br、I)；