本发明专利技术涉及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。本发明专利技术能够释放强氧化性能的羟基自由基（•OH）、超氧自由基（•O2—）和空穴（h+），氧化吸收脱除SO2和Hg0。本发明专利技术装置仅包含喷嘴、中空石英玻璃管、可见光源、布气板和循环泵等设备，初投资费用低，引入清洁的可见光，既清洁又节能环保，大大降低了运行成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
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S02、NOjP Hg等。目前，我国的S0 2和NO』空制技术已基本成熟。 N0X的脱除主要采用较高温度的SCR方法；S0 2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°C的温度段进行脱硝反应，而SOjP Hg则在较低温度（~100°C )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（Hg°)、二价汞（Hg2+)和颗粒态汞 (Hgp)。Hg2+易溶于水，可以通过湿法烟气脱硫装置（WFGD)去除；Hgp可以通过现有的除尘设 备去除；但Hg°易挥发且不溶于水，很难通过现有设备脱除。由于取°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 和运彳丁成本颇尚等缺点。 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。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术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。 本专利技术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 (0H) 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_0H、超氧自由基_021口 空穴h+，将二氧化硫和单质汞取°以CaSO 4和Hg2+的形式脱除，实现燃煤烟气中S0 2和Hg °的 一体化脱除，反应后的洁净烟气经过烟肉排入大气。 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AgN03溶于200mL去离子水中，并均匀搅拌，得到AgNO 3溶液； 步骤2、取0. 05摩尔的Na2C03溶于100mL去离子水中，得到似20) 3溶液； 步骤3、在磁力搅拌方式下将Na2C(V^液加入AgNO 3溶液中，持续磁力搅拌20分钟后， 得到4&0)3沉淀溶液； 步骤4、在磁力搅拌方式下将0. 1摩尔的氯化钾（KC1)，或0. 1摩尔的溴化钾（KBr)，或 0. 1摩尔的碘化钾（KI)加入上述Ag2C03沉淀溶液中，并继续磁力搅拌30分钟，分别得到 AgCl或AgBr或Agl沉淀溶液； 步骤5、将AgCl或AgBr或Agl沉淀溶液置于磁力搅拌与水浴加热装置中，于50~80°C 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°C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=C1、Br、I); 步骤7、最后将Ag/AgX(X=Cl、Br、I)与Ca(OH)j$ 1: (0. 5-2)的重量比混合制成复合 型催化剂 Ag/AgX (X=C1、Br、I) -Ca (OH) 2。 根据上述方案设计一种基于可见光的装置，包括柱体腔，柱体腔底部设置有布气 板，布气板侧面连接有进气口和单向阀；柱体腔底部另一侧连接有管道，管道上连接有循环 栗，循环栗设置在柱体腔底部位置；柱体腔内部顶端设置有多个喷嘴，喷嘴进口与循环栗相 连接的出口管道相连接；柱体腔内部垂直设置有多个中空石英玻璃管，中空石英玻璃管内 部设置有可见光光源。柱体腔顶部和底部均设置有密封盖，顶部密封盖上设置有出气口和 催化剂填入口，底部密封盖上设置有排液口。中空石英玻璃管由二十五根组成，每根石英玻 璃管内放置有可见光光源，可见光光源为LED灯、荧光灯或白炽灯。装置内反应液占柱体腔 总体积的一半，反应液通过循环栗送至装置上层的多个喷嘴，所述喷嘴可将反应液均匀喷 洒，反应液在自上而下的喷洒过程中受到可见光全方位的照射；所述中空石英玻璃管可以 避免光源与水分接触，装置顶端设有催化剂放置口和烟气排出口。 进一步，所述装置内反应液中含有复合型催化剂Ag/AgX(X=Cl、Br、I)-Ca(0H) 2。 进一步，所述反应液占柱体腔总体积的一半，其优点为经布气板的烟气先与反应 液充分接触，后与雾状反应液接触，即可大幅增强脱硫脱汞效率，又可减小阻力。 进一步，所述可见光源放置于中空石英玻璃管中，可以使可见光有效穿透。 进一步，所述可见光源要避免与水分的接触，具备防触电保护，防止人为触电和保 证光源寿命。 进一步，所述布气板目的是使烟气更加均匀的通至装置中，延长烟气在装置内的 停留时间。 进一步，所述喷嘴目的是使反应液均匀的喷洒至装置中，增加反应液、可见光和烟 气之间的接触面积和接触时间。 本专利技术的反应过程： 添加复合型催化剂Ag/AgX(X=Cl、Br、I)-Ca(0H)2的反应液经可见光照射后，会释放出 具有强氧化性的羟基自由基（?Η)、超氧自由基Γ〇2_)和空穴（h+)，将SOjP Hg °同时氧化、 吸收脱除，所涉及的主要反应如下： 催化剂+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 本专利技术具有如下优点：本专利技术中的基于可见光的一体化脱硫脱汞方法能够释放强氧化 性能的羟基自由基（?Η)、超氧自由基Γ〇2_)和空穴（h+)，氧化、吸收脱除SOjP Hg °。本专利技术 装置仅包含喷嘴、中空石英玻璃管、可见光光源、布气板和循环栗等设备，初投资费用低。引 入清洁的可见光，既清洁又节能环保，大大降低了运行成本。本专利技术中的基于可见光的一体 化脱硫脱汞装置，占地面积小，工艺简单，操作方便。【附图说明】 图1为本专利技术实施例装置的主视剖面图（图2中A-A截面图)。 图2为本专利技术实施例装置的俯视图。 图3为本专利技术实施例装置的局部剖面图（图1中B-B截面图)。 图4为本专利技术实施例装置的喷嘴示意图。 图5为本专利技术实施例装置的布气板示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细的说明。 实施例 如图1、图2和图3所示，本专利技术实施例中的基于可见光的一体化脱硫脱汞装置，包 括柱体腔，柱体腔底部设置有布气板2,布气板2侧面连接有进气口 1和单向阀9 ;柱体腔底 部另一侧连接有管道，管道上连本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于可见光的一体化脱硫脱汞方法，其特征在于：该方法利用添加复合型催化剂Ag/AgX(X=Cl、Br、I)‑Ca(OH)2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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张安超，邢微波，路好，朱崎峰，盛伟，刘志超，张立享，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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