一種基于可見(jiàn)光的一體化脫硫脫汞方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及大氣污染物控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于可見(jiàn)光的一體化脫硫脫汞方 法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)既是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)，又是世界上最大的煤炭消費(fèi)國(guó)。煤炭的使用 產(chǎn)生了多種大氣污染物，如S02、NOjP Hg等。目前，我國(guó)的S0 2和NO』空制技術(shù)已基本成熟。 N0X的脫除主要采用較高溫度的SCR方法；S0 2主要采用石灰石-石膏等濕法進(jìn)行脫除；但 在燃煤煙氣中Hg的控制領(lǐng)域還處于研究階段。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有煙氣凈化技術(shù)中，SCR脫硝技術(shù) 在約350°C的溫度段進(jìn)行脫硝反應(yīng)，而SOjP Hg則在較低溫度（~100°C )下完成脫除?，F(xiàn)有 的脫硫和脫汞技術(shù)往往是幾個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，極少有硫汞一體化脫除技術(shù)。
[0003] 燃煤煙氣中汞主要以三種存在形式：?jiǎn)钨|(zhì)汞（Hg°)、二價(jià)汞（Hg2+)和顆粒態(tài)汞 (Hgp)。Hg2+易溶于水，可以通過(guò)濕法煙氣脫硫裝置（WFGD)去除；Hgp可以通過(guò)現(xiàn)有的除塵設(shè) 備去除；但Hg°易揮發(fā)且不溶于水，很難通過(guò)現(xiàn)有設(shè)備脫除。由于取°的脫除已經(jīng)十分困難， 如果在脫硫基礎(chǔ)上再實(shí)現(xiàn)聯(lián)合脫汞，就會(huì)造成整個(gè)煙氣后處理系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，投資 和運(yùn)彳丁成本頗尚等缺點(diǎn)。
[0004] 隨著環(huán)保法規(guī)不斷提高和完善，針對(duì)煙氣中汞排放控制的法律法規(guī)亦逐漸出臺(tái)， 但目前還沒(méi)有一種經(jīng)濟(jì)有效的一體化煙氣脫硫脫汞裝置商業(yè)應(yīng)用。因此，研發(fā)高效、清潔、 節(jié)能、運(yùn)行成本低廉的一體化脫硫脫汞方法與裝置具有廣泛的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種基于可見(jiàn)光的一體化脫硫脫汞方法及裝 置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一體化脫硫脫汞效率高、運(yùn)行成本低、操作維護(hù)方便以及清潔環(huán)保。
[0006] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下： 一種基于可見(jiàn)光的一體化脫硫脫汞方法，利用添加復(fù)合型催化劑Ag/AgX(X=Cl、Br、 I) -Ca (0H) 2的反應(yīng)液經(jīng)可見(jiàn)光照射后釋放出強(qiáng)氧化性的羥基自由基_0H、超氧自由基_021口 空穴h+，將二氧化硫和單質(zhì)汞取°以CaSO 4和Hg2+的形式脫除，實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中S0 2和Hg °的 一體化脫除，反應(yīng)后的潔凈煙氣經(jīng)過(guò)煙肉排入大氣。
[0007] 所用的反應(yīng)液是由水和催化劑混合而成。
[0008] 催化劑的制備方法為： 步驟1、取0. 1摩爾的AgN03溶于200mL去離子水中，并均勻攪拌，得到AgNO 3溶液； 步驟2、取0. 05摩爾的Na2C03溶于100mL去離子水中，得到似20) 3溶液； 步驟3、在磁力攪拌方式下將Na2C(V^液加入AgNO 3溶液中，持續(xù)磁力攪拌20分鐘后， 得到4&0)3沉淀溶液； 步驟4、在磁力攪拌方式下將0. 1摩爾的氯化鉀（KC1)，或0. 1摩爾的溴化鉀（KBr)，或 0. 1摩爾的碘化鉀（KI)加入上述Ag2C03沉淀溶液中，并繼續(xù)磁力攪拌30分鐘，分別得到 AgCl或AgBr或Agl沉淀溶液； 步驟5、將AgCl或AgBr或Agl沉淀溶液置于磁力攪拌與水浴加熱裝置中，于50~80°C 水浴條件中培養(yǎng)20分鐘后，加入10~25mL的乙二醇，得到Ag/AgCl或Ag/AgBr或Ag/AgI 沉淀溶液，之后，采用磁力方式攪拌20分鐘后靜置12~20小時(shí)； 步驟6、用去離子水對(duì)經(jīng)過(guò)靜置的Ag/AgCl或Ag/AgBr或Ag/AgI沉淀多次洗滌至中性， 置于60~80°C的烘箱中干燥24小時(shí)，研磨、篩分至100目以上，得到Ag/AgCl或Ag/AgBr或 Ag/AgI 催化劑，并簡(jiǎn)稱(chēng)為 Ag/AgX (X=C1、Br、I); 步驟7、最后將Ag/AgX(X=Cl、Br、I)與Ca(OH)j$ 1: (0. 5-2)的重量比混合制成復(fù)合 型催化劑 Ag/AgX (X=C1、Br、I) -Ca (OH) 2。
[0009] 根據(jù)上述方案設(shè)計(jì)一種基于可見(jiàn)光的裝置，包括柱體腔，柱體腔底部設(shè)置有布?xì)?板，布?xì)獍鍌?cè)面連接有進(jìn)氣口和單向閥；柱體腔底部另一側(cè)連接有管道，管道上連接有循環(huán) 栗，循環(huán)栗設(shè)置在柱體腔底部位置；柱體腔內(nèi)部頂端設(shè)置有多個(gè)噴嘴，噴嘴進(jìn)口與循環(huán)栗相 連接的出口管道相連接；柱體腔內(nèi)部垂直設(shè)置有多個(gè)中空石英玻璃管，中空石英玻璃管內(nèi) 部設(shè)置有可見(jiàn)光光源。柱體腔頂部和底部均設(shè)置有密封蓋，頂部密封蓋上設(shè)置有出氣口和 催化劑填入口，底部密封蓋上設(shè)置有排液口。中空石英玻璃管由二十五根組成，每根石英玻 璃管內(nèi)放置有可見(jiàn)光光源，可見(jiàn)光光源為L(zhǎng)ED燈、熒光燈或白熾燈。裝置內(nèi)反應(yīng)液占柱體腔 總體積的一半，反應(yīng)液通過(guò)循環(huán)栗送至裝置上層的多個(gè)噴嘴，所述噴嘴可將反應(yīng)液均勻噴 灑，反應(yīng)液在自上而下的噴灑過(guò)程中受到可見(jiàn)光全方位的照射；所述中空石英玻璃管可以 避免光源與水分接觸，裝置頂端設(shè)有催化劑放置口和煙氣排出口。
[0010] 進(jìn)一步，所述裝置內(nèi)反應(yīng)液中含有復(fù)合型催化劑Ag/AgX(X=Cl、Br、I)-Ca(0H) 2。
[0011] 進(jìn)一步，所述反應(yīng)液占柱體腔總體積的一半，其優(yōu)點(diǎn)為經(jīng)布?xì)獍宓臒煔庀扰c反應(yīng) 液充分接觸，后與霧狀反應(yīng)液接觸，即可大幅增強(qiáng)脫硫脫汞效率，又可減小阻力。
[0012] 進(jìn)一步，所述可見(jiàn)光源放置于中空石英玻璃管中，可以使可見(jiàn)光有效穿透。
[0013] 進(jìn)一步，所述可見(jiàn)光源要避免與水分的接觸，具備防觸電保護(hù)，防止人為觸電和保 證光源壽命。
[0014] 進(jìn)一步，所述布?xì)獍迥康氖鞘篃煔飧泳鶆虻耐ㄖ裂b置中，延長(zhǎng)煙氣在裝置內(nèi)的 停留時(shí)間。
[0015] 進(jìn)一步，所述噴嘴目的是使反應(yīng)液均勻的噴灑至裝置中，增加反應(yīng)液、可見(jiàn)光和煙 氣之間的接觸面積和接觸時(shí)間。
[0016] 本發(fā)明的反應(yīng)過(guò)程： 添加復(fù)合型催化劑Ag/AgX(X=Cl、Br、I)-Ca(0H)2的反應(yīng)液經(jīng)可見(jiàn)光照射后，會(huì)釋放出 具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基（?Η)、超氧自由基Γ〇2_)和空穴（h+)，將SOjP Hg °同時(shí)氧化、 吸收脫除，所涉及的主要反應(yīng)如下： 催化劑+A k - e +h+e +02- ·02h++H20 - ·0Η+Η+ Hg0+h+/.〇H/.02 - Hg 2++... · · · S02+H20 ^ HS03 +H+ S032 +2·0Η - H20+S042 Ca2++S042 - CaSO 4Ca (OH) 2+S02- CaSO 3+H20 CaS03+'/2〇2+2H20 ^ CaS04*2H20 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明中的基于可見(jiàn)光的一體化脫硫脫汞方法能夠釋放強(qiáng)氧化 性能的羥基自由基（?Η)、超氧自由基Γ〇2_)和空穴（h+)，氧化、吸收脫除SOjP Hg °。本發(fā)明 裝置僅包含噴嘴、中空石英玻璃管、可見(jiàn)光光源、布?xì)獍搴脱h(huán)栗等設(shè)備，初投資費(fèi)用低。引 入清潔的可見(jiàn)光，既清潔又節(jié)能環(huán)保，大大降低了運(yùn)行成本。本發(fā)明中的基于可見(jiàn)光的一體 化脫硫脫汞裝置，占地面積小，工藝簡(jiǎn)單，操作方便。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例裝置的主視剖面圖（圖2中A-A截面圖)。
[0018] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例裝置的俯視圖。
[0019] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例裝置的局部剖面圖（圖1中B-B截面圖)。
[0020] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例裝置的噴嘴示意圖。
[0021] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例裝置的布?xì)獍迨疽鈭D。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。 實(shí)施例
[0023] 如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例中的基于可見(jiàn)光的一體化脫硫脫汞裝置，包 括柱體腔，柱體腔底部設(shè)置有布?xì)獍?,布?xì)獍?側(cè)面連接有進(jìn)氣口 1和單向閥9 ;柱體腔底 部另一側(cè)連接有管道，管道上連接有循環(huán)栗3,循環(huán)栗3設(shè)置在柱體腔底部位置；柱體腔內(nèi) 部頂端設(shè)置有多個(gè)噴嘴4,噴嘴4進(jìn)口與循環(huán)栗3相連接的出口