[发明专利]一种烟气光催化氧化同时脱硫脱硝的方法及装置

说明书

本发明公开一种烟气光催化氧化同时脱硫脱硝的方法及装置，该方法是烟气首先进入真空紫外辐照区，在高能紫外辐照下产生活性自由基和臭氧可氧化去除烟气中部分SO₂和NOx，然后穿过整体式光催化剂床层，其发挥光催化氧化和催化臭氧氧化的协同作用使SO₂和NOx被进一步净化脱除，含酸汽烟气再进入喷雾吸收区，在吸收作用下脱硫脱硝产物H₂SO₄和HNO₃得以被清洗脱除。烟气脱硫脱硝装置由真空紫外辐照区、整体式光催化剂床层及喷雾吸收区三部分组成。本发明设计的催化剂床层可使100%的紫外光照射到催化剂表面，也可使近乎100%的催化剂表面接收到紫外光照，解决了传统光催化治理废气中的光照利用率不理想的问题。

技术领域

本发明涉及一种采用光催化技术进行同时脱硫脱硝的方法及装置，属于大气污染控制领域。

背景技术

SO₂和NOx作为两种主要的环境空气污染物，对自然环境和人类身体健康造成的不利影响不可估量，因此加强对SO₂和NOx污染物的排放控制非常重要。根据2016年1月1日起实施的环境空气质量标准GB 3095-2012和“十三五”规划提出的全国排放总量下降10%以上的约束性指标，今后对SO₂和NOx的排放浓度限制将更为严格，相应的，一些更为高效经济的脱硫脱硝技术应随之出现。

现有燃烧后烟气脱硫脱硝技术按工艺特点可分为联合处理和同时处理两种，联合处理即将已经成熟应用的脱硫设备（如Ca(OH)₂喷雾干燥脱硫，SDA）和脱硝设备（如高温氨还原法）联合串联使用，二者前后协作才可实现烟气达标排放，而同时处理（如介质阻挡放电法）在一个连续反应腔体内即可完成SO₂和NOx的脱除。同时脱硫脱硝技术还具有装置占据空间小、建设投资成本低、工艺流程简短、无化学品消耗或消耗少、无二次污染等优点，相信今后烟气的控制趋势将是同时高效脱硫脱硝。

针对联合处理的不足，国内外积极开展了很多烟气同时脱硫脱硝技术的研究，而其中已付诸工业化且被推广运行的并不多，这些技术主要有低温等离子体处理法（如电子束法、电晕放电法和介质阻挡放电法）、固相吸收/再生技术（如CuO/Al₂O₃吸附法、NOxSO工艺、SNAP工艺）、气固催化法（如鲁奇流化床工艺、SNBR工艺、DESONOX工艺）、吸收剂喷射法（如喷射石灰和尿素混合浆料、喷射双氧水或臭氧、喷射亚氯酸钠溶液）和光催化氧化法等（1、烟气脱硫脱硝技术手册.北京：化学工业出版社，2012.2；2、刘潇等.燃煤烟气同时脱硫脱硝技术研究进展.现代化工.2015,35(10):25-29.；3、马丽萍等. 燃煤烟气中多种污染物干法同时脱除研究进展。环境工程学报，2016, 10(4): 1584-1592；4、高翔等. 工业烟气(脱硫、脱硝、除尘)污染防治可行技术案例汇编. 北京： 中国环境出版社，2016；5、钟秦.燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例. 北京：化学工业出版社，2002.4；6、王佳等. 燃煤烟气脱硫脱硝新技术的发展及应用. 平顶山学院学报. 2016, 31(2): 54-59；7、林杉帆等. 液相氧化吸收法同时脱硫脱硝技术的研究进展. 煤化工. 2015, 43(5): 24-27）。这些方法中有的须额外引入化学品，不仅存在发生泄露事故的风险，而且被持续消耗，产生高昂的运行费用，此外配套装置多占空间，不适合安装在移动污染源上；有的方法中核心技术需为国外知识产权付费，致使建设投资成本较高，如EBA法的电子束发生装置还依赖进口；吸脱附过程需要大量公用工程、能耗较高。现有脱硫脱硝工艺有待改进，新型烟气处理工艺备受期待。