CN104857825A - 一种基于光化学雾化床的硫化氢脱除系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统，属于大气污染控制领域；所述系统主要设有除尘器、冷却器、光化学雾化床反应器、气体分布喷嘴、循环泵、颗粒物过滤装置、加料塔、喷淋管道、总烟道、除雾器以及产物后处理系统。来自排放源的硫化氢与紫外光分解过氧化物产生的硫酸根和羟基自由基反应产生可资源化利用的硫酸溶液。该系统能够高效脱除烟气中的硫化氢，且脱除产物可实现资源化利用，无二次污染，是一种具有广阔应用前景的新型烟气净化系统。
Description
技术领域
本发明属于大气污染控制领域，具体涉及一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统。
背景技术
硫化氢是一种高刺激性的剧毒气体，是大气污染物之一。在有氧和湿热条件下，硫化氢不仅会引起设备腐蚀和催化剂中毒，还会严重威胁人身安全。随着经济的快速发展和人们环保意识的提高，工业废气中硫化氢脱除问题越来越受到人们的关注。同时国家也制定了相应的法律法规对硫化氢的排放作了严格的限制。研究开发硫化氢的高效脱除技术已成为世界各国关注的热点问题。在过去的几十年中，国内外研究人员对废气中硫化氢脱除问题作了大量的研究并开发了许多硫化氢脱除方法。按照脱除过程的干湿形态，废气硫化氢脱除方法大体可分为干法和湿法两大类。干法是利用硫化氢的还原性和可燃性，以固定氧化剂或吸收剂来脱硫或直接燃烧。该方法包括克劳斯法、不可再生的固定床吸附法、膜分离法、分子筛法、变压吸附(PSA)法、低温分离法等。所用脱硫剂、催化剂主要有活性炭、氧化铁、氧化锌、二氧化锰及铝矾土等，一般可回收硫磺、二氧化硫、硫酸和硫酸盐等资源。干法脱除工艺效率较高、但存在设备投资大、脱硫剂需间歇再生和硫容量低等不足，一般适于气体的精细脱硫。克劳斯法虽然可以用于高浓度硫化氢的脱除，但存在脱除效率差等不足。
湿法脱除技术按照脱除机理可以分为化学吸收法、物理吸收法、物理化学吸收法和湿式氧化法。化学吸收法是利用硫化氢与化学溶剂之间发生的可逆反应来脱除硫化氢。常用方法包括胺法、热碳酸盐法和氨法等。物理吸收法是利用不同组分在特定溶剂中溶解度差异而脱除硫化氢，然后通过降压闪蒸等措施析出硫化氢而再生吸收剂。常用的物理溶剂法包括低温甲醇法、聚乙二醇二甲醚法、N-甲基吡咯烷酮法等。物理化学吸收法是将物理溶剂和化学溶剂混合，使其兼有两种溶剂的特性，其典型代表为砜胺法。湿式氧化法是指采用氧化剂将硫化氢氧化为单质硫或硫酸溶液进行回收。根据氧化机理的不同，湿式氧化法主要可分为以铁基、钒基等为代表的催化氧化法和以双氧水、高锰酸钾等为代表的直接氧化法。目前，硫化氢湿法脱除工艺也存在很多问题，例如新合成的各种有机吸收剂或氧化剂价格高﹑性能不稳定﹑甚至还具有毒性。高锰酸钾等氧化剂反应过程会产生复杂的副产物，导致产物利用困难。双氧水等氧化剂虽然洁净环保，但氧化效率低，导致脱除效率无法满足日益严格的环保要求。
专利（ZL 201310490922.0）提出了一种利用碳酸钠吸收硫化氢，并用氧气再生的脱除方法和工艺，但该方法工艺复杂，且反应产生的含有杂质的碳酸氢钠副产物无法回收再利用；专利（ZL201310648205.6）提出了一种利用离子液体捕获硫化氢的方法，但该方法使用的离子液体合成方法非常复杂，应用成本高，吸收剂性能不稳定，且产物分离困难；专利（ZL201310648205.6）提出了一种利用离子液体捕获硫化氢的方法，但该方法使用的离子液体合成方法非常复杂，应用成本高，吸收剂性能不稳定，且产物分离困难。等等。
综上所述，目前还没有一种稳定可靠﹑经济高效，且适合于中低浓度废气硫化氢脱除的工艺。因此，在完善现有脱除技术的同时，积极开发经济高效的新型废气硫化氢脱除技术具有重要理论和现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统。
该系统主要设有除尘器、冷却器、光化学雾化床反应器、气体分布喷嘴、紫外灯管、雾化喷嘴、循环泵、颗粒物过滤装置、加料塔、喷淋管道、分烟道、总烟道、除雾器以及产物后处理系统。来自排放源的硫化氢与紫外光分解过氧化物产生的硫酸根和羟基自由基反应产生可资源化利用的硫酸溶液。该系统能够高效脱除烟气中的硫化氢，且脱除产物可实现资源化利用，无二次污染，是一种具有广阔应用前景的新型烟气净化系统。
为实现以上目的，本发明采用的实施方案如下：
一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统，所述系统包括除尘器、冷却器、光化学雾化床反应器、气体分布喷嘴、循环泵、颗粒物过滤装置、加料塔、喷淋管道、总烟道、除雾器以及产物后处理系统；
所述烟气入口b与除尘器连接；
所述除尘器出口连接冷却器；冷却器与气体分布喷嘴连接；所述气体分布喷嘴通过烟道连接入光化学雾化床反应器内；
所述加料塔与颗粒物过滤装置相连接，经过循环泵通过喷淋管道接入光化学雾化床反应器；
其中所述光化学雾化床反应器内设置有紫外灯管、雾化喷嘴和分烟道；
所述紫外灯管环状均匀分布在灯管布置线上，所述灯管布置线为多圈，围绕光化学雾化床反应器中轴线呈同心环状布置，每相邻两圈之间等距；
所述雾化喷嘴位于紫外灯管之间，且与分烟道位于同一直线上，该直线与光化学雾化床反应器中轴线垂直，所述雾化喷嘴在垂直方向等间距布置，根据光化学雾化床反应器高度设置多级雾化喷嘴。
所述光化学雾化床反应器分有两个出口，一个烟气出口c位于光化学雾化床反应器上端，是总烟道，总烟道内设置有除雾器；另一个产物出口d位于光化学雾化床反应器下端，连接产物后处理系统。
所述产物后处理系统包括溶液循环泵、中和塔和蒸发结晶塔，所述产物出口d通过溶液循环泵接入中和塔，中和塔与蒸发结晶塔相连；所述中和塔上端设置有入口e；所述蒸发结晶塔设置有一个进口f和2个出口g和h，进口f和出口g位于蒸发结晶塔上端，出口h位于蒸发结晶塔下端。
光化学雾化床反应器截面为圆形（见图4）或矩形（见图5），圆形截面直径A或矩形截面边长可根据空塔气速和总烟气流量计算。光化学雾化床反应器的空塔气速太高，污染物的停留时间太短，无法充分反应，脱除效率低，但如果空塔气速太低，则反应器体积庞大，投资和运行成本太高。根据发明人的计算和测试表明，光化学雾化床反应器最佳空塔气速是0.2 m/s-5.0m/s。光化学雾化床反应器的高度太低，污染物的停留时间短，同样无法充分反应，降低污染物的脱除效率低，但如果高度太高，则反应器体积庞大，投资和运行成本也将大大曾高。发明人的计算和测试表明，光化学雾化床反应器最佳高度B位于2m-5m之间（见图2），
为了防止紫外灯管过长干扰气体雾化喷嘴均匀布气，紫外灯管最佳长度D通常比光化学雾化床反应器的最佳高度B至少短0.3m，但两者之间的差距也不宜太大，否则无法充分利用反应器空间，进而造成反应器空间的浪费。发明人的研究表明，紫外灯管最佳长度D与光化学雾化床反应器最佳高度B之间的最佳距离控制在0.3m-1.0m范围之内较为合理（见图2）。为了便于从反应器顶部抽出紫外灯管维修或更换，分烟道垂直高度C至少应当比紫外灯管最佳长度D高0.2m（见图2）。紫外灯管之间的间距如果太大，则会导致光化学雾化床反应器内的紫外光强度无法满足激发要求，但如果紫外灯管之间的间距设置的太小，即太过密集，则光源系统的投资和运行费用将大大增加，同时还会大大增加系统的流动阻力，提高循环泵和风机的功耗。根据发明人的计算和实验发现，紫外灯管的布置间距H（圆形截面，见图4）和I（矩形截面，见图5）的最佳间距为3cm-30cm之间。
紫外灯管之间设有雾化喷嘴（具体布置见图2，图4和图5），雾化喷嘴根据光化学雾化床反应器最佳高度B通常需要设置多级喷雾，设置级数根据现场情况确定，但要保证雾化覆盖无死角，且设置的雾化喷嘴在垂直方向采用等间距布置（见图2中的E）。雾化喷嘴喷出的液滴雾化粒径如果太大则会导致气液接触面积太小，污染物脱除效率下降，故雾化喷嘴喷出的雾化溶液粒径通常不大于20微米。光化学雾化床反应器的烟道采用先分烟道再总烟道的两段布置，目的是防止气流发生偏斜，影响脱除效果（见图2）。
本发明还提供一种一种光化学雾化床的硫化氢脱除方法，按照以下步骤进行：
（1）来自排放源的烟气经除尘器除尘和冷却器降温后，再由气体分布喷嘴布风后进入光化学雾化床反应器。
（2）来自加料塔的过氧化物溶液由循环泵抽吸，并由雾化喷嘴雾化后喷入光化学雾化床反应器。紫外灯管辐射紫外光激发过氧化物产生硫酸根和羟基自由基氧化硫化氢产生可资源化利用的硫酸溶液。
（3）光化学雾化床反应器上部回落的溶液再次进入加料塔循环使用，消耗的试剂由试剂添加口a补充。
（4）反应产物由光化学雾化床反应器的产物出口d通入产物后处理系统实现可资源化利用。
例如，通过添加氨中和后产生硫酸铵肥料回收利用。
由于光化学雾化床反应器的烟气入口温度过高会导致过氧化物发生提前自分解浪费氧化剂，但如果温度太低又将导致化学反应速率降低，进而影响脱除效率。发明人研究发现，光化学雾化床反应器的最佳烟气入口温度为20-70℃。液气比过低，污染物的脱除效率太低，无法满足环保要求，但液气比设置的太高，循环泵的功率过大会导致系统的能耗大大增加。发明人研究发现，有效液气比为0.2-5.5L/m3。过氧化物浓度太低无法释放充足的自由基氧化脱除污染物，但一次投放太高浓度的过氧化物会导致额外的自分解和副反应，自分解会导致过氧化物氧化剂消耗严重，增加运行成本，副反应会导致反应产物中产生各种有害成分，影响最终产物的循环利用。经过发明人的实验和检测分析后发现，过氧化物的最佳浓度为0.1mol/L-2.5mol/L之间。
过氧化物溶液的pH太高会导致过氧化物加速自分解而消耗，增加应用成本，但pH过低时会抑制化学吸收平衡，导致污染物脱除效率保持在低水平，无法满足环保指标。发明人经过系统的实验研究﹑理论研究和检测分析后发现，溶液的有效pH位于1.0-9.5之间。溶液温度过高会导致过氧化物发生提前自分解浪费昂贵的氧化剂，但如果温度过低则会降低化学反应速率，从而降低污染物脱除效率。20-70℃是发明人根据正交实验和综合分析后获得的最佳溶液温度。
采用电子自旋共振技术检测后发现，紫外光有效辐射强度设置的太低将无法生成足够浓度的自由基氧化脱除污染物，但紫外光辐射强度太高将会导致系统的能耗大幅度提高，降低系统的经济性。因此，紫外光有效辐射强度为10μW/cm2- 300μW/cm2。紫外线有效波长如果选择太短，则紫外光在反应器内的传播距离太短，单位功率下的污染物处理量大大降低，无法满足基本的处理要求，但紫外光波长如果选择的太长，紫外光子的能量将明显降低，低能量的紫外光子无法破坏过氧化物的分子键，从而无法产生足够浓度的自由基氧化脱除污染物。经过综合的检测分析后发现，紫外线有效波长为150nm-365nm。
烟气中硫化氢的含量太高将导致脱除效率大幅度下降，尾部未被吸收的中硫化氢逃逸量大幅度增加，容易造成严重的二次污染物。经过研究发现，烟气中硫化氢的含量不高于10000ppm。所述的过氧化物包括双氧水和过硫酸铵中的一种或两种的混合。所述的排放源包括燃煤锅炉﹑工业窑炉﹑冶炼/炼焦尾气﹑垃圾焚烧炉以及石油化工设备尾气中的一种或多种的组合。
需要特别注意的是：以上选择的各种优化参数，均是发明人通过大量的综合实验﹑理论计算和检测分析后才获得的。由于每个操作参数通常还会受到其它一个或多个参数的综合影响或干扰，因此无法通过简单的现场单因素实验或文献对比获得。另外本发明提供的优化参数是在小型设备和放大后的设备上综合对比后确定的，综合考虑了设备放大过程可能产生的“放大效应”，故现场技术人员不能通过对现有设备简单分析后推测获得安全可靠的优化参数。
本发明系统的反应过程原理：
1. 由图1所示，采用电子自旋共振（ESR）仪可测定到系统中产生了硫酸根自由基
和羟基自由基。因此，光辐射过氧化物首先是释放了具有强氧化性的硫酸根自由基和羟基自由基，具体过程可用如下的化学反应（1）-（5）表示：
2. 产生的强氧化性的硫酸根和羟基自由基可将烟气中的硫化氢氧化脱除，具体过程
可用如下的化学反应（7）-（8）表示：
3. 反应产生的硫酸溶液可作为工业原料回收利用。例如，可通过添加氨中和硫酸产
生硫酸铵溶液，利用锅炉烟气余热蒸发结晶后获得可用于农业肥料的固态硫酸铵，整个脱汞过程无二次污染。
本发明的优点及显著效果：
1. 现有技术中有提出双氧水氧化吸收和尾部膜分离的硫化氢脱除方法和工艺，但该
方法所用的双氧水吸收剂氧化能力差﹑脱除效率低，只能脱除低浓度硫化氢，且尾部的膜容易被双氧水腐蚀，导致系统运行费用高﹑系统可靠性差。本发明所述的一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统产生的羟基或硫酸根自由基的氧化性比双氧水强得多，具有高得多的硫化氢脱除率。另外，本发明所述的喷雾化床和紫外灯系统在烟气净化领域已有广泛的成功运行案例，故系统可靠性高，技术更加成熟可靠。
2. 现有技术提出了一种利用碳酸钠吸收硫化氢，并用氧气再生的脱除方法和工艺，
但该方法工艺复杂，且反应产生的含有杂质的碳酸氢钠副产物无法回收再利用，而本发明提出的工艺相对简单，尤其是产生的反应产物硫酸铵是一种良好的农业肥料，故整个脱除过程没有二次污染。
3. 现有技术提出了一种利用铁系脱除剂催化分解硫化氢的方法及工艺，但该方法提
出的脱除剂制备方法非常复杂，吸收剂稳定性不高，而本发明所述的工艺运行可靠性更高，可实现系统的连续运行，具有更好的工业应用前景。
4. 现有技术中涉及一种利用离子液体捕获硫化氢的方法，但该方法使用的离子液体合成方法非常复杂，应用成本高，吸收剂性能不稳定，且产物分离困难。现有技术中提出了一种利用离子液体捕获硫化氢的方法，但该方法使用的离子液体合成方法非常复杂，应用成本高，吸收剂性能不稳定，且产物分离困难。本发明采用的方法相对简单，脱除过程稳定可靠，应用成本较低。
附图说明
图 1是光解过氧化物雾化床的电子自旋共振图；
图 2是本发明所述系统的工艺流程图；
图 3是本发明所述系统的产物后处理系统图；
图 4是光化学雾化床反应器的圆形截面及灯管﹑喷嘴和喷淋管道布置图；
图 5是光化学雾化床反应器的矩形截面及灯管﹑喷嘴和喷淋管道布置图；
图中：1-除尘器，2-冷却器，3-气体分布喷嘴，4-紫外灯管，5-雾化喷嘴，6-循环泵，7-颗粒物过滤装置，8-加料塔，9-喷淋管道，10-分烟道，11-总烟道，12-除雾器，13-喷淋反应器，14-光化学雾化床反应器， 16-烟道，17-溶液循环泵，18-中和塔，19蒸发结晶塔，20-光化学雾化床反应器壁，21-紫外灯管布置线；
a-试剂添加口，b-烟气入口，c-烟气出口，d-产物出口，e-烟气入口，f-进口，g和h-出口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统：
所述系统包括除尘器、冷却器、光化学雾化床反应器、气体分布喷嘴、循环泵、颗粒物过滤装置、加料塔、喷淋管道、总烟道、除雾器以及产物后处理系统；
所述烟气入口b与除尘器连接；
所述除尘器出口连接冷却器；冷却器与气体分布喷嘴连接；所述气体分布喷嘴通过烟道连接入光化学雾化床反应器内；
所述加料塔与颗粒物过滤装置相连接，经过循环泵通过喷淋管道接入光化学雾化床反应器；
其中所述光化学雾化床反应器内设置有紫外灯管、雾化喷嘴和分烟道；
所述紫外灯管环状均匀分布在灯管布置线上，所述灯管布置线为多圈，围绕光化学雾化床反应器中轴线呈同心环状布置，每相邻两圈之间等距；
所述雾化喷嘴位于紫外灯管之间，且与分烟道位于同一直线上，该直线与光化学雾化床反应器中轴线垂直，所述雾化喷嘴在垂直方向等间距布置，根据光化学雾化床反应器高度设置多级雾化喷嘴。
所述光化学雾化床反应器分有两个出口，一个烟气出口c位于光化学雾化床反应器上端，是总烟道，总烟道内设置有除雾器；另一个产物出口d位于光化学雾化床反应器下端，连接产物后处理系统。
所述产物后处理系统包括溶液循环泵、中和塔和蒸发结晶塔，所述产物出口d通过溶液循环泵接入中和塔，中和塔与蒸发结晶塔相连；所述中和塔上端设置有入口e；所述蒸发结晶塔设置有一个进口f和2个出口g和h，进口f和出口g位于蒸发结晶塔上端，出口h位于蒸发结晶塔下端。
光化学雾化床反应器截面为圆形（见图4）或矩形（见图5），圆形截面直径A或矩形截面边长可根据空塔气速和总烟气流量计算。光化学雾化床反应器最佳空塔气速是0.2 m/s-5.0m/s；光化学雾化床反应器最佳高度B位于2m-5m之间（见图2），
紫外灯管最佳长度D通常比光化学雾化床反应器的最佳高度B至少短0.3m；紫外灯管最佳长度D与光化学雾化床反应器最佳高度B之间的最佳距离控制在0.3m-1.0m范围之内较为合理（见图2）；分烟道垂直高度C至少应当比紫外灯管最佳长度D高0.2m（见图2）；紫外灯管的布置间距H（圆形截面，见图4）和I（矩形截面，见图5）的最佳间距为3cm-30cm之间。
实施例2：一种光化学雾化床的硫化氢脱除方法
按照以下步骤进行：
（1）来自排放源的烟气经除尘器除尘和冷却器降温后，再由气体分布喷嘴布风后进入光化学雾化床反应器。
（2）来自加料塔的过氧化物溶液由循环泵抽吸，并由雾化喷嘴雾化后喷入光化学雾化床反应器；紫外灯管辐射紫外光激发过氧化物产生硫酸根和羟基自由基氧化硫化氢产生可资源化利用的硫酸溶液。
（3）光化学雾化床反应器上部回落的溶液再次进入加料塔循环使用，消耗的试剂由试剂添加口a补充。
（4）反应产物由光化学雾化床反应器的产物出口d通入产物后处理系统实现可资源化利用。
例如，通过添加氨中和后产生硫酸铵肥料回收利用。
其中光化学雾化床反应器（15）内紫外光有效辐射强度为10μW/cm2- 300μW/cm2，紫外线有效波长为150nm-365nm；
其中光化学雾化床反应器（15）空塔气速是0.2m/s-5.0m/s；
其中加料塔（8）中装有过氧化物溶液。
其中光化学雾化床反应器（15）的最佳烟气入口温度为20-70℃；光化学雾化床反应器（15）的有效液气比为0.2-5.5L/m3；过氧化物溶液的最佳浓度为0.1mol/L-2.5mol/L；过氧化物溶液的有效pH为1.0-9.5；过氧化物溶液的最佳溶液温度20-70℃。
其中烟气中硫化氢的含量不高于10000ppm；
其中的过氧化物溶液为双氧水或过硫酸铵中的一种或两种的混合。
其中的排放源为燃煤锅炉﹑工业窑炉﹑冶炼/炼焦尾气﹑垃圾焚烧炉或石油化工设备尾气中的一种或多种的组合。
实施例3：烟气中硫化氢浓度为1000ppm，光化学喷雾化床的烟气入口温度为60℃，液气比为0.5L/m3，过硫酸铵浓度为0.5mol/L，溶液pH为1.5，溶液温度为55℃，紫外光有效辐射强度为40μW/cm2，紫外线有效波长为254nm。
该实施例中所用基于光化学雾化床的硫化氢脱除系统中，空塔气速是5 m/s；光化学雾化床反应器高度B为3m，紫外灯管长度D比光化学雾化床反应器的高度B短0.4m；分烟道垂直高度C比紫外灯管长度D高0.3m（见图2）；紫外灯管的布置间距H（圆形截面，见图4）和I（矩形截面，见图5）的间距为30cm。
测试结果为：烟气中硫化氢的脱除效率为71.8%。
实施例4：烟气中硫化氢浓度为1000ppm，光化学喷雾化床的烟气入口温度为55℃，液气比为1.0L/m3，双氧水浓度为0.5mol/L，溶液pH为3.2，溶液温度为50℃，紫外光有效辐射强度为40μW/cm2，紫外线有效波长为254nm。
该实施例中所用基于光化学雾化床的硫化氢脱除系统中，空塔气速是4 m/s；光化学雾化床反应器高度B为4m，紫外灯管长度D比光化学雾化床反应器的高度B短0.4m；分烟道垂直高度C比紫外灯管长度D高0.2m（见图2）；紫外灯管的布置间距H（圆形截面，见图4）和I（矩形截面，见图5）的间距为30cm。
测试结果为：烟气中硫化氢的脱除效率为75.1%。
实施例5：烟气中硫化氢浓度为1000ppm，光化学喷雾化床的烟气入口温度为40℃，液气比为1.0L/m3，过硫酸铵浓度为0.5mol/L，溶液pH为2.3，溶液温度为40℃，紫外光有效辐射强度为40μW/cm2，紫外线有效波长为254nm。
该实施例中所用基于光化学雾化床的硫化氢脱除系统中，空塔气速是3.5m/s；光化学雾化床反应器高度B为4m，紫外灯管长度D比光化学雾化床反应器的高度B短0.4m；分烟道垂直高度C比紫外灯管长度D高0.3m（见图2）；紫外灯管的布置间距H（圆形截面，见图4）和I（矩形截面，见图5）的间距为25cm。
测试结果为：烟气中硫化氢的脱除效率为83.2%。
实施例6：烟气中硫化氢浓度为1000ppm，光化学喷雾化床的烟气入口温度为40℃，液气比为2.0L/m3，双氧水浓度为1.5mol/L，溶液pH为3.5，溶液温度为40℃，紫外光有效辐射强度为60μW/cm2，紫外线有效波长为254nm。
该实施例中所用基于光化学雾化床的硫化氢脱除系统同实施例3。
测试结果为：烟气中硫化氢的脱除效率为87.7%。
实施例7：烟气中硫化氢浓度为1000ppm，光化学喷雾化床的烟气入口温度为40℃，液气比为3.5L/m3，过硫酸铵浓度为1.5mol/L，溶液pH为9.2，溶液温度为40℃，紫外光有效辐射强度为100μW/cm2，紫外线有效波长为254nm。
该实施例中所用基于光化学雾化床的硫化氢脱除系统中，空塔气速是3.0m/s；光化学雾化床反应器高度B为4m，紫外灯管长度D比光化学雾化床反应器的高度B短0.3m；分烟道垂直高度C比紫外灯管长度D高0.3m（见图2）；紫外灯管的布置间距H（圆形截面，见图4）和I（矩形截面，见图5）的间距为20cm。
测试结果为：烟气中硫化氢的脱除效率为93.4%。
实施例8：烟气中硫化氢浓度为1000ppm，光化学喷雾化床的烟气入口温度为40℃，液气比为4.0L/m3，双氧水浓度为2.0mol/L，溶液pH为3.5，溶液温度为35℃，紫外光有效辐射强度为80μW/cm2，紫外线有效波长为185nm。
该实施例中所用基于光化学雾化床的硫化氢脱除系统同实施例4。
测试结果为：烟气中硫化氢的脱除效率为97.8%。
实施例9：烟气中硫化氢浓度为1000ppm，光化学喷雾化床的烟气入口温度为40℃，液气比为5.0L/m3，过硫酸铵浓度为2.0mol/L，溶液pH为9.5，溶液温度为40℃，紫外光有效辐射强度为200，紫外线有效波长为185nm。
该实施例中所用基于光化学雾化床的硫化氢脱除系统同实施例5。
测试结果为：烟气中硫化氢的脱除效率为100%。
实施例10：烟气中硫化氢浓度为1000ppm，光化学喷雾化床的烟气入口温度为40℃，液气比为5.0L/m3，双氧水浓度为2.5mol/L，溶液pH为9.5，溶液温度为40℃，紫外光有效辐射强度为80μW/cm2，紫外线有效波长为254nm。
该实施例中所用基于光化学雾化床的硫化氢脱除系统同实施例7。
测试结果为：烟气中硫化氢的脱除效率为100%。
经过以上实施例的综合对比可知，实施例9和10具有最佳的硫化氢脱除效果，可作为最佳实施例参照使用。
Claims (10)
1.一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统，其特征在于，所述系统包括除尘器（1）、冷却器（2）、光化学雾化床反应器（14）、气体分布喷嘴（3）、循环泵（6）、颗粒物过滤装置（7）、加料塔（8）、喷淋管道（9）、总烟道（11）、除雾器（12）以及产物后处理系统；
所述烟气入口（b）与除尘器（1）连接；
所述除尘器（1）出口连接冷却器（2）；冷却器（2）与气体分布喷嘴（3）连接；所述气体分布喷嘴（3）通过烟道（16）连接入光化学雾化床反应器（14）内；
所述加料塔（8）与颗粒物过滤装置（7）相连接，经过循环泵（6）通过喷淋管道（9）接入光化学雾化床反应器（14）；
其中所述光化学雾化床反应器（14）内设置有紫外灯管（4）、雾化喷嘴（5）和分烟道（10）；
所述光化学雾化床反应器(14)分有两个出口，一个烟气出口（c）位于光化学雾化床反应器（14）上端，是总烟道（11），总烟道（11）内设置有除雾器（12）；另一个产物出口（d）位于光化学雾化床反应器（14）下端，连接产物后处理系统。
2.根据权利要求1所述的一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统，其特征在于，
所述紫外灯管（4）环状均匀分布在灯管布置线上，所述灯管布置线为多圈，围绕光化学雾化床反应器（14）中轴线呈同心环状布置，每相邻两圈之间等距；
所述雾化喷嘴（5）位于紫外灯管（4）之间，且与分烟道（10）位于同一直线上，该直线与光化学雾化床反应器（14）中轴线垂直，所述雾化喷嘴（5）在垂直方向等间距布置，根据光化学雾化床反应器（14）高度设置多级雾化喷嘴（5）。
3.根据权利要求1所述的一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统，其特征在于，
所述产物后处理系统包括溶液循环泵（17）、中和塔（18）和蒸发结晶塔（19），所述产物出口（d）通过溶液循环泵（17）接入中和塔（18），中和塔（18）与蒸发结晶塔（19）相连；所述中和塔（18）上端设置有入口（e）；所述蒸发结晶塔（19）设置有一个进口（f）2个出口（g）和（h），进口（f）和出口（g）位于蒸发结晶塔（19）上端，出口（h）位于蒸发结晶塔（19）下端。
4.根据权利要求1所述的一种光化学雾化床的硫化氢脱除系统，其特征在于，
所述光化学雾化床反应器（15）最佳高度为2m-5m；
所述紫外灯管（4）长度比光化学雾化床反应器（15）的高度至少短0.3m；
所述分烟道（10）垂直高度至少应当比紫外灯管（4）长度高0.2m；
所述紫外灯管的横向布置间距和纵向布置间距的最佳间距为3cm-30cm。
5.一种光化学雾化床的硫化氢脱除方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
（1）来自排放源的烟气经除尘器除尘和冷却器降温后，再由气体分布喷嘴布风后进入光化学雾化床反应器；
（2）来自加料塔的过氧化物溶液由循环泵抽吸，并由雾化喷嘴雾化后喷入光化学雾化床反应器；紫外灯管辐射紫外光激发过氧化物产生硫酸根和羟基自由基氧化硫化氢产生可资源化利用的硫酸溶液；
（3）光化学雾化床反应器上部回落的溶液再次进入加料塔循环使用，消耗的试剂由试剂添加口a补充；
（4）反应产物由光化学雾化床反应器的产物出口d通入产物后处理系统实现可资源化利用。
6.根据权利要求5所述的一种光化学雾化床的硫化氢脱除方法，其特征在于，
所述光化学雾化床反应器（15）内紫外光有效辐射强度为10μW/cm2- 300μW/cm2，紫外线有效波长为150nm-365nm；
所述光化学雾化床反应器（15）空塔气速是0.2m/s-5.0m/s。
7.根据权利要求5所述的一种光化学雾化床的硫化氢脱除方法，其特征在于，
所述加料塔（8）中装有过氧化物溶液。
8.根据权利要求5所述的一种光化学雾化床的硫化氢脱除方法，其特征在于，
所述光化学雾化床反应器（15）的最佳烟气入口温度为20-70℃；光化学雾化床反应器（15）的有效液气比为0.2-5.5L/m3；过氧化物溶液的最佳浓度为0.1mol/L-2.5mol/L；过氧化物溶液的有效pH为1.0-9.5；过氧化物溶液的最佳溶液温度20-70℃；
所述烟气中硫化氢的含量不高于10000ppm。
9.根据权利要求5所述的一种光化学雾化床的硫化氢脱除方法，其特征在于，所述的过氧化物溶液为双氧水或过硫酸铵中的一种或两种的混合。
10.根据权利要求5所述的一种光化学雾化床的硫化氢脱除方法，其特征在于，
所述的排放源为燃煤锅炉﹑工业窑炉﹑冶炼/炼焦尾气﹑垃圾焚烧炉或石油化工设备尾气中的一种或多种的组合。
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