[发明专利]一种原位降解烟气中二噁英类物质的系统和方法

说明书

本发明涉及一种原位降解烟气中二噁英类物质的系统和方法。所述系统包括：(I)净化管道：设于排烟管道任一处与净气出口之间；(II)降解装置：设于所述净化管道上；设有催化剂入口和催化剂出口；(III)催化剂循环装置：设有催化剂喷入管路和催化剂回收管路，催化剂喷入管路与降解装置的催化剂入口相连，催化剂回收管路与降解装置的催化剂出口相连。将烟气引入降解装置，同时将催化剂喷入，与烟气在200℃～600℃下接触进行催化降解反应，得到的净气排出，催化剂循环利用。本发明实现二噁英类物质的高效低温原位降解，降解率可达85％以上，为工业废气中二噁英及前体物的协同降解提供了有效方法及途径。

技术领域

本发明涉及废气污染物净化技术领域，尤其涉及一种碳基催化剂降解烟气中二噁英类物质的系统和方法。

背景技术

二噁英是迄今为止发现最毒的物质，具有脂溶性和蓄积性的特点，极易在生物体内积累，对人体危害严重，其毒性为氰化钾的1000倍，被称为“世纪之毒”。

我国钢铁冶炼行业每年二噁英排放量占全国总排放量的45.6％，我国履行《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》国家实施计划已将钢铁冶炼行业列为二噁英减排重点行业。2012年颁布的《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662-2012)和《炼钢工业大气污染物排放标准》(GB28664-2012)中明确要求烧结机头烟气和电炉烟气中二噁英排放限值均不高于0.5ng TEQ/Nm³。2014年《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)规定二恶英排放限值为0.1ng TEQ/Nm³，与欧盟排放标准一致。

针对烟气中二噁英减排，国内外进行了大量的研究。工业烟气中二噁英脱除技术主要包括：活性炭吸附、催化剂降解、烟气急冷、电子束法等，其中活性炭吸附法应用最为广泛，但由于活性炭仅实现了二噁英从气相中的转移，具有二次释放的风险，例如CN1307931A中日本三菱化学株式会社公开了一种能够反复进行二噁英类的吸附、分解、耐用的成型活性炭，选用低Ca含量的成形活性炭，在缺氧条件下，350～550℃的温度进行在吸附处理中使用过的活性炭中的二噁英类的加热分解处理。由于再生温度较高，该技术需要严格控制原料中Ca含量以避免活性炭龟裂、粉化，另一方面由于在惰性气氛下再生，大部分二噁英为脱附状态，二噁英降解效率低，没有真正实现二噁英的降解。

利用现有的催化脱硝装置可以有效降解烟气中的二噁英，CN201327042Y中浙江大学公开了一种去除焚烧设施低灰区废气中氮氧化物和二噁英的设备，该设备安装在焚烧设施除尘和除酸设备后面的低灰区域，废气经过废气进口段进入选择性催化反应段，在选择性催化反应段350～400℃的温度下，氮氧化物和二噁英在加热的催化剂板表面发生催化反应，达到去除氮氧化物和二噁英的目的。该设备可用于垃圾焚烧、燃煤电厂等高温过程中产生的废气中的氮氧化物和二噁英类污染物的消除和排减。CN101098835A中日本太平洋水泥株式会社公开了一种水泥窑燃烧废气处理装置，该装置中水泥窑燃烧废气经过除尘后再除去催化剂中毒物质，用预热装置将除去催化剂中毒物质后的燃烧废气升温至140℃以上，然后在此废气中添加氨气或尿素后通过催化剂，可达到同时去除氮氧化物和二噁英的目的。但对于钢铁冶金等行业，氮氧化物排放浓度低，通过原料及燃烧过程调整已能够实现出口氮氧化物达标排放，因此利用脱硝装置协同脱除二噁英在钢铁冶金行业缺乏应用基础和前提。

因此开发一种适用性广泛的高效降解二噁英类污染物的方法具有十分重要的意义。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明基于碳基材料对各种污染物吸附的普适性，结合催化材料二噁英降解的高效性，拟开发一种新型二噁英降解方法及途径，实现气相中二噁英类物质以及其前体的低温催化降解，一方面实现二噁英的高效捕集，另一方面在较低能耗的条件下实现二噁英的高效低温原位催化降解，为工业废气中二噁英类污染物及前体物的协同降解提供了有效方法及途径。

本发明的目的之一在于提供一种原位降解烟气中二噁英类物质的系统，所述系统包括：