專(zhuān)利名稱(chēng)：一種脫除環(huán)境污染排放物NO和SO₂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)二次污染物產(chǎn)生的 單獨(dú)或同時(shí)脫硫脫硝的方法，本發(fā)明利用濕式電化學(xué)脫除環(huán)境污染排放物NO和S02的方 法。本發(fā)明以電解產(chǎn)生Fe2+及其化合物吸收NO，通過(guò)電化學(xué)氧化還原實(shí)現(xiàn)NO和S02的選擇 轉(zhuǎn)化；適用于產(chǎn)生NO、S(^尾氣固定污染源的脫硫脫硝，如以燃煤、石油和天然等為能源的電 廠(chǎng)、工廠(chǎng)以及石油、化工企業(yè)如硝酸廠(chǎng)等，具有廣闊的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和前景。
背景技術(shù)：
煤、石油和天然氣等化石能源燃料的燃燒會(huì)產(chǎn)生S02、 N0，是造成酸雨和光化學(xué)污 染的主要物質(zhì)。大量S02、N0的無(wú)控制排放對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康已經(jīng)造成了很大危害，消減大 氣污染的環(huán)保形勢(shì)十分嚴(yán)峻。從2004年7月1日起，我國(guó)S02排放收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)由原來(lái)的0.2 元/kg提高到0.6元/kg， N0X由原來(lái)的不收費(fèi)到開(kāi)始實(shí)行以0.6元/kg收費(fèi)；目前的收費(fèi) 標(biāo)準(zhǔn)還有提高的趨勢(shì)，而收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的提高同時(shí)會(huì)影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)展經(jīng)濟(jì)有效的脫 硫脫硝技術(shù)和方法是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的國(guó)策方針、保護(hù)環(huán)境和人們身體健康的迫切需要。
由于NO氣體不溶于水，目前的煙氣脫硫脫硝通常采用分級(jí)工藝(《煙氣脫硫脫硝 技術(shù)手冊(cè)》，蔣文舉，趙君科，尹華強(qiáng)，湯爭(zhēng)光，化學(xué)工業(yè)出版社)(l)采用濕式石灰石洗滌 工藝脫除煙氣中S02;(2)以NH3為還原劑，采用固相催化還原的方法實(shí)現(xiàn)N0脫除。但是，這 一工藝在運(yùn)行過(guò)程中顯示出很多難以克服的困難，特別是對(duì)于像我國(guó)這樣以煤為主要能源 的發(fā)展中國(guó)家而言(l)我國(guó)基本還停留在采用傳統(tǒng)的濕式石灰石洗滌單獨(dú)脫硫階段，除 投資大外，其主要問(wèn)題在于產(chǎn)生的大量脫硫產(chǎn)物難于處置。(2)固相催化還原的方法需要采 用大量的氨氣和重金屬催化劑，存在氨泄漏、溫度控制、催化劑中毒失效后處置等難題。(3) 濕式脫硫方法中的水蒸氣、未脫除干凈的S(^、固體顆粒物等都會(huì)對(duì)催化還原脫硝有很大的 負(fù)面影響；濕式石灰石-NH3催化還原同時(shí)脫硫脫硝工藝還存在占地面積大，工藝操作復(fù)雜， 投資大以及運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題；大大限制了這一工藝推廣應(yīng)用，特別是在發(fā)展中國(guó)家的推 廣應(yīng)用。因此，目前迫切需要發(fā)展具有如下優(yōu)點(diǎn)的新型濕法脫硫脫硝技術(shù)(l)有利對(duì)現(xiàn)有 脫硫設(shè)備的改造，甚至可以在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上直接運(yùn)行，進(jìn)而大大減少改造費(fèi)用；(2)在高 脫除效率下可持續(xù)運(yùn)行；(3)工藝操作簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、投資和運(yùn)行成本低；(4)次生污染物 少或沒(méi)有，甚至終產(chǎn)物還可以循環(huán)利用。 采用含F(xiàn)e2+ (L) (L為配體)溶液進(jìn)行脫硫脫硝是當(dāng)前的濕法脫硫脫硝工藝 研究的熱點(diǎn)之一，其基本原理是基于含F(xiàn)e"及其絡(luò)合物與NO和S(^形成復(fù)雜的配合 物-F,(L) (NO) (S02)。濕式絡(luò)合工藝目前仍處在研究階段，影響其工業(yè)應(yīng)用的主要障 礙是反應(yīng)過(guò)程中螯合物的損失和金屬螯合物再生困難、利用率低，造成難以在較高效率 下持續(xù)運(yùn)行，以及運(yùn)行費(fèi)用高等困難。此外，在同時(shí)脫硫脫硝過(guò)程中產(chǎn)生次生污染物 如N20和N-S化合物也是主要障礙及原因之一 (Sada， E. ;K麗rawa， H. ;and Takada， Y.Chemical reactions accompanying absorption of nitricoxide into aqueous mixed solutions of iron(II)—EDTA and sodium sulfite. Ind. Eng. Chem Fundam. 1984，23(1) ，60-64)。人們對(duì)該方法進(jìn)行了不斷研究和改進(jìn)，如采用生物(Zhang， S,H. ;Cai， L. _L. ;Mi，X. _H. ;Jiang， J. _L. ;and Li，W. NOx Removal from simulated flue gas by chemicalabsorption-biological reduction integrated approach in a biofilter. Environ. Sci. Technol. 2008,42(10) ，3814-3820)或電化學(xué)(Pham， E. K. ;Chang， S. _G. Removal of NO from flue gases byabsorption to an iron(II)thiochelate complex and subsequent reduction to ammonia. Naturel994， 369， 139-141)的方法再生金屬螯合 物，但是離實(shí)際應(yīng)用尚有較大距離。 由于電子參與氧化還原反應(yīng)的綠色工藝特色，電化學(xué)方法是在目前發(fā)展的新 方法中一種極有發(fā)展前途的脫硫脫硝方法。但是，現(xiàn)有報(bào)導(dǎo)的相關(guān)電化學(xué)方法通常需 要外加電源和較復(fù)雜的電解裝置(Raju， T. ;Chung， S.J. ;Moon， I. S. Novel process for simultaneous removal of NOxand S02 from simulated flue gas by using a sustainable Ag(I)/Ag(II)redox mediator. Environ. Sci. Technol. 2008， 42， 7464-7469) 這無(wú)疑增加了大規(guī)模推廣應(yīng)用的難度。此外，煙氣中大量存在的氧氣等消耗了大量的電流， 從而使其電流效率受到了很大限制(Song， H.-S. ;Moon， J. ;Hwang， H. J. Electrochemical decomposition of NO over composite electrodes on YSZ electrolyte. J. Eur. Ceram. Soc.2006,26,981-986)。 基于上述濕式絡(luò)合物吸收法和電化學(xué)法脫硫脫硝的原理和它們用于脫硫脫硝時(shí) 存在的困難問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提出一種具有成本較低、無(wú)需外加電源、工藝和操作簡(jiǎn) 單、受共存的氧氣影響小、效率高、可持續(xù)以及二次污染小等優(yōu)點(diǎn)的電化學(xué)方法。本發(fā)明將 產(chǎn)生二價(jià)鐵離子化合物及電子、Fe"(L)再生、N0和S02迅速轉(zhuǎn)化等溶于一體，既可單獨(dú)脫除 NO或S02又可同時(shí)脫硫脫硝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種無(wú)二次污染物產(chǎn)生的單獨(dú)或同 時(shí)脫硫脫硝的方法，本發(fā)明利用濕式電化學(xué)脫除環(huán)境污染排放物NO和S02的方法。本發(fā)明 以電解產(chǎn)生Fe2+及其化合物吸收N0，通過(guò)電化學(xué)氧化還原實(shí)現(xiàn)NO和S02的選擇轉(zhuǎn)化；適用 于產(chǎn)生N0、S(^尾氣固定污染源的脫硫脫硝，如以燃煤、石油和天然等為能源的電廠(chǎng)、工廠(chǎng)以 及石油、化工企業(yè)如硝酸廠(chǎng)等，具有廣闊的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和前景。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下 本發(fā)明首先通過(guò)在水相電解質(zhì)中電解產(chǎn)生二價(jià)鐵離子及其化合物，實(shí)現(xiàn)將NO和 S02由氣相吸收進(jìn)入液相；然后，通過(guò)電化學(xué)的氧化還原特性分別將NO還原成NH4+和N2， S02 氧化成S042—。這種新型電化學(xué)脫硫脫硝方法受煙氣中酸性氣體如HC1等以及02的影響小， 無(wú)廢水和其他二次污染物排放，脫硝脫硫效率分別達(dá)到80%及98%以上。
其具體操作步驟如下 —種無(wú)二次污染物產(chǎn)生的單獨(dú)或同時(shí)脫硫脫硝的方法，包括下述步驟
(1)建立一個(gè)反應(yīng)體系，該體系由含有S(^、NO的煙氣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)和分析系統(tǒng)組 成，含有S02、N0的煙氣氣體在反應(yīng)單元與含有鐵粉或鐵屑和碳粉的酸性電解質(zhì)溶液接觸反 應(yīng)，反應(yīng)后的氣體通過(guò)分析系統(tǒng)進(jìn)行分析檢測(cè)； (2)在反應(yīng)單元，將鐵粉或鐵屑和碳粉加入到裝有pH為2 5的酸性電解質(zhì)溶液
4容器中形成混合液，在有氧氣存在下，完成下述反應(yīng)，其反應(yīng)式如下 2Fe — 2Fe2++4e— 4H++4e—— 2H2 02+4H++4e—— 2H20 02+2H20+4e— — ■—， 得到二價(jià)鐵離子； (3)將含有NO和S02的煙氣與裝有鐵粉或鐵屑和碳粉的酸性電解質(zhì)溶液接觸反 應(yīng)，使步驟(2)的二價(jià)鐵離子與NO產(chǎn)生配合物將NO從氣態(tài)轉(zhuǎn)入液態(tài)，其反應(yīng)式如下 Fe2++N0 — Fe2+N0 S02通過(guò)如下反應(yīng)進(jìn)入水相，其反應(yīng)式如下 S02+H20 — H++HS03— HS03— — H++S032— 將氣相NO和S02吸入液相，得到Fe2+N0和S032—; (4)在酸性條件下，將步驟(3)的Fe2+N0和S032—還原成N2和NH4+， 其反應(yīng)式如下 2Fe2+N0+4H++4e— — N2+2H20+2Fe2+ Fe2+N0+6H++5e— — NH4++H20+Fe2+ Fe2+N0+5H20+5e— — NH4++60H—+Fe2+ ; 或 在有氧條件下，F(xiàn)enton反應(yīng)形成具有氧化能力的自由基，將步驟(3)的S032—轉(zhuǎn)化
成S042—其反應(yīng)式如下 Fe+02+2H+ — Fe2++H202 Fe2++H202 — Fe3++0H +0H— Fe2++H202 — Fe022++H20 Fe2++02 — Fe3++02 S032—+ (Fe2++H202) (Fenton反應(yīng))—S042—+Fe2++H20。 在本發(fā)明中，其中所述的的鐵粉包括微米級(jí)、納米級(jí)。 其中所述的鐵屑為毫米級(jí)以上。 其中所述的碳粉包括微米級(jí)、納米級(jí)。 其中的碳粉為活性炭。 作為本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，還包括向電解質(zhì)溶液中加入絡(luò)合劑。 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在電解質(zhì)溶液中加入絡(luò)合試劑(如EDTA)可顯著提高脫硝效率。 在本發(fā)明中，含碳粉、鐵粉或鐵屑混合物的電解質(zhì)溶液可以被循環(huán)使用；在系統(tǒng)啟
動(dòng)后，無(wú)需pH控制系統(tǒng)，即不用繼續(xù)添加酸液，仍然可以長(zhǎng)時(shí)間、高效率、穩(wěn)定運(yùn)行。 當(dāng)鐵粉或鐵屑消耗完后，可在含碳粉的反應(yīng)液中加入鐵粉或鐵屑維持反應(yīng)的進(jìn)行。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn) 1)本發(fā)明氧化還原的工作原理與傳統(tǒng)電化學(xué)方法的工作原理類(lèi)似，重要的是本發(fā)
5明不需外加電源，操作簡(jiǎn)單。 2)本發(fā)明在運(yùn)行過(guò)程中只消耗鐵粉；在同時(shí)脫硫脫硝過(guò)程中，除為達(dá)到較高脫除 效率需要調(diào)節(jié)初始PH外，在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)需再調(diào)節(jié)pH，大大節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。
3)本發(fā)明可以在傳統(tǒng)的脫硫裝置上運(yùn)行，因此，投資、改造費(fèi)用大大降低。
4)運(yùn)行過(guò)程中所采用的試劑和終產(chǎn)物符合綠色經(jīng)濟(jì)的要求。 5)本發(fā)明能滿(mǎn)足實(shí)現(xiàn)N0、 S02單獨(dú)和同時(shí)高效、持續(xù)脫除的需要，N0、 S02的脫除效 率至少可以分別達(dá)到80%、98%。 6)含有混合物的電解質(zhì)溶液和未參與反應(yīng)的碳可以循環(huán)使用，基本無(wú)二次污染物 排放。


圖1 :是本發(fā)明的技術(shù)流程圖； 圖2 :是本發(fā)明脫硫脫硝的原理示意圖； 圖3 :是本發(fā)明初始pH對(duì)脫硝效率的影響； 圖4 :是添加絡(luò)合劑EDTA對(duì)NO脫除效果的影響； 圖5 :是單獨(dú)脫除S02的效果圖； 圖6 :是同時(shí)脫硫脫硝效果圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1初始pH對(duì)脫硝效率的影響的試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)材料 Fe粉lOO目，要求純度為90% ;碳粉200目，要求純度為90% ;N2為商購(gòu)的氣體 含量為99. 9% ;N0為商購(gòu)的氣體含量為99. 9% ;02為商購(gòu)的氣體含量為99. 9% ;雙蒸 水400mL ;HC1為商購(gòu)的化學(xué)分析純?cè)噭?
操作步驟 (1)準(zhǔn)確稱(chēng)取鐵粉和碳粉各28克，將鐵粉、碳粉混合物加入盛有400mL水的容器 中，加入HC1調(diào)節(jié)初始pH，混勻； (2)用N2氣作為平衡氣體將N0、02氣的混合氣通過(guò)氣閥和流量計(jì)控制流量后通入 上述的混合液中； (3)反應(yīng)30分鐘后，對(duì)N0氣體進(jìn)行檢測(cè)，參照硝酸鹽的分析方法離子色譜法(見(jiàn) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002中的HJ/T84-2001，國(guó)家環(huán)?？偩帧?guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢 驗(yàn)檢疫總局2002年發(fā)布)，通過(guò)進(jìn)出口 NO濃度的變化計(jì)算脫除效率。
反應(yīng)條件NO濃度1000卯m;氮?dú)饬魉?. 03m3/h ;pH調(diào)節(jié):HC1 ;pH范圍3.0-6.0 ;02，3% (v/v);反應(yīng)時(shí)間30分鐘。反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有調(diào)節(jié)pH。
實(shí)施效果 低pH有助于提高NO脫除效率。NO的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物主要為NH4+和少量的N2、 N03—。未
檢出N20和Fe2+(NO)絡(luò)合物(見(jiàn)附圖-圖3)。 實(shí)施例2添加絡(luò)合劑EDTA對(duì)NO脫除效果的影響的試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)材料 Fe粉100目，要求純度為90%;碳粉200目，要求純度為90% ;N2為商購(gòu)的氣體含量為99. 9% ;N0為商購(gòu)的氣體含量為99. 9% ;02為商購(gòu)的氣體含量為99. 9% ;雙蒸水400mL ;HC1為商購(gòu)的化學(xué)分析純?cè)噭?br> 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)準(zhǔn)確稱(chēng)取鐵粉和碳粉56克，將鐵粉、碳粉混合物加入盛有400mL水的容器中，加入HC1調(diào)節(jié)初始pH = 3. 0，混勻； (2)用N2氣作為平衡氣體將N0、02氣混合氣通過(guò)氣閥和流量計(jì)控制流量自通入上述混合液； (3)分別考察吸收溶中加入1Ommol/LEDTA和不加入EDTA對(duì)NO脫除效果的影響。
(4)反應(yīng)30分鐘后，對(duì)NO氣體進(jìn)行檢測(cè)參照硝酸鹽的分析方法離子色譜法(見(jiàn)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002中的HJ/T84-2001，國(guó)家環(huán)?？偩謬?guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2002年發(fā)布)，通過(guò)進(jìn)出口 NO濃度的變化計(jì)算脫除效率。
反應(yīng)條件NO濃度:1000ppm ;氮?dú)饬魉?0. 03m3/h ;pH調(diào)節(jié):HC1 ;pH范圍3. 0 ;02，3% (v/v);反應(yīng)時(shí)間120分鐘。反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有調(diào)節(jié)pH。
實(shí)施效果 在電解質(zhì)中加入EDTA等絡(luò)合試劑不僅可以大大提高NO氣體的脫除效率，同時(shí)可以大大提高在較高脫除效率下的可持續(xù)時(shí)間。在加入1Ommol/LEDTA后，在考察的時(shí)間內(nèi)，NO的脫除效率維持在76. 3% -80%之間。NO的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物主要為NH4+和少量的N2、N03—。未檢出N20和Fe2+(NO)絡(luò)合物(見(jiàn)附圖-圖4)。
實(shí)施例3單獨(dú)脫除S02的試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)材料 Fe粉200目，要求純度為99% ;碳粉200目，要求純度為90% ;S02為商購(gòu)的氣
體含量為99. 9% ;NO為商購(gòu)的氣體含量為99. 9% ;02為商購(gòu)的氣體含量為99. 9% ;雙
蒸水400mL ;草酸為商購(gòu)的化學(xué)分析純?cè)噭?br> 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)準(zhǔn)確稱(chēng)取鐵粉和碳粉各56克，將鐵粉、碳粉混合物加入盛有400mL水的容器中，加入草酸調(diào)節(jié)初始pH為3. 0，混勻； (2)用N2氣作為平衡氣體將N0、02氣混合氣通過(guò)氣閥和流量計(jì)控制流量自通入上述混合液； (3)反應(yīng)30分鐘后，對(duì)NO氣體進(jìn)行檢測(cè)參照硝酸鹽的分析方法離子色譜法(見(jiàn)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002中的HJ/T84-2001，國(guó)家環(huán)保總局國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2002年發(fā)布)，通過(guò)進(jìn)出口 NO濃度的變化計(jì)算脫除效率。
反應(yīng)條件 S02濃度:1000ppm ;氮?dú)饬魉?0. 03m3/h ;pH調(diào)節(jié):HC1 ;pH范圍3. 0 ;02，3% (v/V);反應(yīng)時(shí)間120分鐘。反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有調(diào)節(jié)pH。
實(shí)施效果 反應(yīng)120分鐘后，S02的脫除效率從93%上升到98%。 S02的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物主要為S042—和部分S032—(見(jiàn)附圖_圖5)。
實(shí)施例4同時(shí)脫硫脫硝的試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)材料 Fe粉100目，要求純度為90% ;碳粉200目，要求純度為90% ;N0為商購(gòu)的氣體含量為99. 9% ;N2為商購(gòu)的氣體含量為99. 9% ;02為商購(gòu)的氣體含量為99. 9% ;S02為商購(gòu)氣體純度為99. 9% ;雙蒸水400mL ;HCl，為商購(gòu)的化學(xué)分析純?cè)噭?br> 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)準(zhǔn)確稱(chēng)取鐵粉和碳粉各56克，將鐵粉、碳粉混合物加入盛有400mL水的容器中，加入HC1調(diào)節(jié)初始pH = 3. O，混勻，在水溶液中加入1Ommol/LEDTA ;
(2)用N2氣作為平衡氣體將N0、02氣混合氣通過(guò)氣閥和流量計(jì)控制流量通入上述混合液； (3)反應(yīng)30分鐘后，對(duì)NO氣體進(jìn)行檢測(cè)參照硝酸鹽的分析方法離子色譜法(見(jiàn)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002中的HJ/T84-2001，國(guó)家環(huán)?？偩謬?guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2002年發(fā)布)，通過(guò)進(jìn)出口 NO濃度的變化計(jì)算脫除效率。 采用中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)HJ/T 56-2000對(duì)S02氣體進(jìn)行檢測(cè)(見(jiàn)中華人民共禾口國(guó)環(huán)境保護(hù)http:〃www. s印a. gov. cn/tech/hjbz/bzwb/dqhjbh/jcgfffbz/200103/t20010301_67422. htmzhi :固定污染源排氣中二氧化硫的測(cè)定_碘量法)，通過(guò)進(jìn)出口濃度的變化計(jì)算NO、 S02脫除效率。
實(shí)驗(yàn)條件 S02濃度1000ppm ;NO濃度1000ppm ;氮?dú)饬魉?. 03m3/h ;pH調(diào)節(jié)HC1 ;起始pH
范圍3.0;02，3% (v/v);反應(yīng)時(shí)間120分鐘。反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有調(diào)節(jié)PH。
實(shí)施效果 NO的脫除效率從77. 8%上升到82. 2% ;S02的脫除效率從94. 2%上升到97. 8% ;S02的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物主要為S042—和少量的S032—。 NO的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物主要為NH4+、 N2和少量的N03—。未檢出N20、 N-S化合物、Fe2+(NO)絡(luò)合物(見(jiàn)附圖-圖6)。
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權(quán)利要求
一種無(wú)二次污染物產(chǎn)生的單獨(dú)或同時(shí)脫硫脫硝的方法，其特征在于(1)建立一個(gè)反應(yīng)體系，該體系由含有SO2、NO的煙氣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)和分析系統(tǒng)組成，含有SO2、NO的煙氣氣體在反應(yīng)單元與含有鐵粉或鐵屑和碳粉的酸性電解質(zhì)溶液接觸反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體通過(guò)分析系統(tǒng)進(jìn)行分析檢測(cè)；(2)在反應(yīng)單元，將鐵粉或鐵屑和碳粉加入到裝有pH為2～5的酸性電解質(zhì)溶液容器中形成混合液，在有氧氣存在下，完成下述反應(yīng)，其反應(yīng)式如下2Fe→2Fe2++4e-4H++4e-→2H2O2+4H++4e-→2H2OO2+2H2O+4e-→4OH-，得到二價(jià)鐵離子；(3)將含有NO和SO2的煙氣與裝有鐵粉或鐵屑和碳粉的酸性電解質(zhì)溶液接觸反應(yīng)，使步驟(2)的二價(jià)鐵離子與NO產(chǎn)生配合物將NO從氣態(tài)轉(zhuǎn)入液態(tài)，其反應(yīng)式如下Fe2++NO→Fe2+NOSO2通過(guò)如下反應(yīng)進(jìn)入水相，其反應(yīng)式如下SO2+H2O→H++HSO3-HSO3-→H++SO32-將氣相NO和SO2吸入液相，得到Fe2+NO和SO32-；(4)在酸性條件下，將步驟(3)的Fe2+NO和SO32-還原成N2和NH4+，其反應(yīng)式如下2Fe2+NO+4H++4e-→N2+2H2O+2Fe2+Fe2+NO+6H++5e-→NH4++H2O+Fe2+Fe2+NO+5H2O+5e-→NH4++6OH-+Fe2+；或在有氧條件下，F(xiàn)enton反應(yīng)形成具有氧化能力的自由基，將步驟(3)的SO32-轉(zhuǎn)化成SO42-其反應(yīng)式如下Fe+O2+2H+→Fe2++H2O2Fe2++H2O2→Fe3++OH*+OH-Fe2++H2O2→FeO22++H2OFe2++O2→Fe3++O2*SO32-+(Fe2++H2O2)→SO42-+Fe2++H2O。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的的方法，其中所述的的鐵粉包括微米級(jí)、納米級(jí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的的方法，其中所述的鐵屑為毫米級(jí)以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的碳粉包括微米級(jí)、納米級(jí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的的方法，其中的碳粉為活性炭。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括向電解質(zhì)溶液中加入絡(luò)合劑。
全文摘要
本發(fā)明為一種脫除環(huán)境污染排放物NO和SO2的方法。本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)二次污染的同時(shí)脫硫脫硝的電化學(xué)方法。本發(fā)明公開(kāi)了一種操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、綠色環(huán)保、在較高脫除效率下可持續(xù)運(yùn)行、可單獨(dú)或同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝的濕式電化學(xué)新方法。其特征是，首先通過(guò)在水相電解質(zhì)中電解產(chǎn)生二價(jià)鐵離子及其化合物，實(shí)現(xiàn)將NO和SO2由氣相吸收進(jìn)入液相；然后，通過(guò)電化學(xué)的氧化還原特性分別將NO還原成NH4+和N2，SO2氧化成SO42-。這種新型電化學(xué)脫硫脫硝方法可實(shí)現(xiàn)單一NO或SO2廢氣的脫除，也可用于同時(shí)脫硫脫硝；受煙氣中酸性氣體如HCl等以及O2的影響小，無(wú)廢水和其他二次污染物排放；脫硝脫硫效率分別達(dá)到80％及98％以上；可持續(xù)運(yùn)行。
文檔編號(hào)B01D53/78GK101745304SQ20091027241
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者萬(wàn)晶晶, 王盼, 胡涌剛 申請(qǐng)人:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)