CN105854567A - 一种基于双氧水的烟气处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双氧水的烟气处理系统及方法，其中，烟气处理系统包括吸收塔，吸收塔中设有第一喷淋器和第二喷淋器；第一喷淋器与第一氧化剂储罐连通，第一喷淋器向烟气中喷淋用于吸收烟气中SO₂及NO₂中的第一氧化剂溶液；第二喷淋器与第二氧化剂储罐连通，且第二喷淋器下方设有放电极和集尘极，第二喷淋器向通过放电极和集尘极的烟气喷淋第二氧化剂溶液，捕集烟气中的粉尘及重金属；放电极与集尘极之间加载有高压电场，用于激发第二氧化剂溶液形成大量羟基自由基，用于氧化烟气中的NO形成HNO₂和NO₂，最终生成N₂和CO₂。本发明的基于双氧水的烟气处理系统结构简单，占地面积小，可以有效去除烟气中的SO₂、NO_X、粉尘及重金属颗粒，且无二次污染。

Description

一种基于双氧水的烟气处理系统及方法

技术领域

本发明涉及烟气的净化系统及方法设计技术领域，尤指一种基于双氧水的烟气处理系统及方法。

背景技术

随着经济发展，燃料燃烧后排放的粉尘、SO₂、NO_X、重金属等污染物已经对我国的生态环境产生巨大冲击。近年来雾霾、酸雨、温室效应等问题不断涌现，普通民众对环保的诉求日益高涨。在此背景下，相关工业领域如电力、石化、钢铁、煤炭、陶瓷、冶金等陆续发布行业内部的污染物排放标准。根据最新发布的《GB31571-2015石油化学工业污染物排放标准》，2015年7月1日起新建企业颗粒物、SO₂、NO_X排放指标分别为20、100、150mg/Nm³；对于国土开发密度高，生态环境脆弱及易发生污染的区域则执行更严格的要求，为20、50、100mg/Nm³。

目前主流的烟气处理流程主要为先经过选择性催化还原脱硝，随后至空气预热器调整温度，进入干式电除尘装置去除大部分粉尘颗粒，再经过湿法脱硫装置脱除SO₂，湿式电除尘装置去除PM2.5，最后经烟囱排放。整个尾气处理流程冗长，脱除污染物单一，初始投资和运行费用高。

为了精简烟气处理流程，学术界对烟气污染物协同脱除技术进行了广泛研究，但是进展一直相对缓慢，其主要原因就在于NO_X中含有90％以上难溶于水的NO，NO在室温下的溶解度比SO₂低3个数量级，使其液相吸收的阻力极大。这一特性导致传统湿法脱硫脱硝技术普遍存在脱硫效率高，但脱硝效率低的问题，阻碍了其工业化应用。因此，如何将NO快速转化为易溶形态并固定于吸收液中是解决该问题的关键之一。

此外，目前常见的脱硫脱硝吸收剂主要为氨水、石灰水、NaOH等碱性溶液。显然这种方法在吸收SO₂及NO_X后会产生盐类废液、废渣等二次污染物，如何处理这些二次污染物变成一项新的难题。

申请号为200910262978.4的中国专利公开了一种尿素湿法联合脱硫脱硝的方法，该专利的主要技术方案：在吸收塔燃煤烟气入口处喷入质量百分比浓度50％双氧水，将燃煤烟气中的NO氧化成NO₂，提高NO_X的氧化度；再利用吸收塔中的尿素水溶液进行同时脱硫脱硝。该专利实际上并未采取有效措施解决NO溶解度低的问题，可以预见NO转化为NO₂的效率很低，并不能达到预期目的。

申请号为201010296492.5的中国专利公开了一种基于光化学高级氧化的同时脱硫脱硝系统，喷淋塔内设有紫外灯管，过氧化氢溶液通过雾化喷嘴喷入喷淋塔内经紫外光激发分解，产生强氧化性的羟基自由基(OH)与烟气在喷淋塔内接触后发生气液吸收反应，氧化脱除烟气中的NO_X与SO₂。在实际应用中，紫外线灯处在一个充满细小雾滴的塔体内，光线实际的穿透深度极低，为了保证紫外线的激发和穿透，该专利设计了非常复杂的紫外线灯布置方案，导致供电及防护系统复杂且能耗增加。

申请号为200910095548.8的中国专利公开了一种湿式脉冲电晕烟气治理反应器，采用氨水作为吸收剂，利用30kV的脉冲电压激发产生强氧化型自由基，处理SO₂、NO_X，同时能取得较高的PM2.5脱除效率。由于氨气属于易燃易爆品，选用氨作为还原剂时，应符合GB18218《重大危险源辨识》的相关要求。脉冲电压激发氨水激发的自由基主要来自水，自由基生成效率有限，且造成NH₃挥发，产生二次污染，具有一定危险性。

因此，本申请人致力于提供一种基于双氧水的烟气处理系统及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双氧水的烟气处理系统及方法，其可以有效去除烟气中易被吸收的SO₂、NO₂及不易溶于水的NO、粉尘及重金属颗粒等污染物，不会产生二次污染，且本系统简洁，占地面积小、初始投资和运行费用均较低。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于双氧水的烟气处理系统，包括吸收塔，所述吸收塔的进气口和出气口之间依次设有第一喷淋器和第二喷淋器。

所述第一喷淋器与第一氧化剂储罐连通，所述第一喷淋器用于向烟气中喷淋第一氧化剂溶液，所述第一氧化剂溶液用于吸收烟气中易溶于水的SO₂及NO₂，所述第一氧化剂溶液为双氧水溶液。

所述第二喷淋器与第二氧化剂储罐连通，且所述第二喷淋器下方设有放电极和集尘极，所述第二喷淋器的喷头方向朝向所述放电极和集尘极，所述第二喷淋器用于向通过所述放电极和集尘极的烟气喷淋第二氧化剂溶液，第二氧化剂溶液用于捕集烟气中的粉尘及重金属，所述第二氧化剂溶液为双氧水与尿素的混合溶液。

所述放电极与所述集尘极之间加载有高压电场，所述放电极与所述集尘极在所述高压电场作用下激发所述第二氧化剂溶液形成多个羟基自由基，所述羟基自由基用于氧化烟气中的NO形成易被所述第二氧化剂溶液吸收的HNO₂和NO₂，HNO₂和NO₂与第二氧化剂溶液中的尿素进一步反应生成N₂和CO₂。

优选地，所述第二氧化剂储罐包括双氧水储罐及尿素储罐；所述双氧水储罐及所述尿素储罐均与一双氧水/尿素混合器连通；所述双氧水/尿素混合器与所述第二喷淋器连通。

优选地，所述双氧水/尿素混合器得到的混合溶液中双氧水的重量比为3％wt～10％wt、尿素的重量比为2％wt～8％wt。

优选地，所述基于双氧水的烟气处理系统还包括：分离过滤装置，设置在所述吸收塔外部，且与所述吸收塔连通，所述分离过滤装置用于分离过滤与烟气反应后的氧化剂溶液。

优选地，所述分离过滤装置包括第二分离过滤装置与第一分离过滤装置，所述第二分离过滤装置用于分离过滤与烟气反应后的第二氧化剂溶液，所述第一分离过滤装置用于分离过滤与烟气反应后的第一氧化剂溶液，与烟气反应后的第一氧化剂溶液包括硫酸及硝酸。

优选地，所述基于双氧水的烟气处理系统还包括氧化剂溶液混合器，氧化剂溶液混合器分别与所述第一喷淋器、所述第一氧化剂储罐及所述第一分离过滤装置连通，所述氧化剂溶液混合器用于混合所述第一氧化剂储罐输入的补充的第一氧化剂溶液及所述第一分离过滤装置输入的未反应的第一氧化剂溶液，并将混合后的第一氧化剂溶液输入到所述第一喷淋器中。

优选地，所述第一氧化剂储罐为双氧水储罐，且所述氧化剂溶液混合器输入到所述第一喷淋器中的第一氧化剂溶液中双氧水的重量比为：1％wt～10％wt。

优选地，所述放电极采用铅锑合金或254SMO芒刺电晕极线；和/或；所述集尘极采用蜂窝形或圆形耐酸导电碳纤维强化复合材料管束；和/或；所述吸收塔采用耐酸腐蚀材料制造，所述吸收塔的内壁为具有耐酸涂层的钢结构或高强度玻璃钢层。

本发明还公开了一种应用上述基于双氧水的烟气处理系统的方法，包括步骤：

S10：使所述第一氧化剂溶液吸收烟气中的SO₂及NO₂，所述第一氧化剂溶液为双氧水溶液；

S20：激发所述第二氧化剂溶液生成多个羟基自由基；

S30：烟气中的NO与所述羟基自由基反应生成易溶于第二氧化剂溶液的HNO₂和NO₂；

S40：使所述第二氧化剂溶液吸收所述HNO₂和NO₂，生成N₂和CO₂；

S50：所述第二氧化剂溶液捕集烟气中的粉尘及重金属得到液滴；

S60：使携带有粉尘及重金属的所述液滴荷电后聚集形成易收集的水膜。

本发明的基于双氧水的烟气处理系统及方法可以实现以下至少一种有益效果：

1、本发明的基于双氧水的烟气处理系统先通过第一氧化剂溶液去除烟气中大部分易溶于水的SO₂、NO₂以及少量的粉尘及重金属颗粒，从而有效简化了烟气中的组成成分；再通过集尘极和放电极之间的高压电场激发第二氧化剂溶液产生多个羟基自由基，烟气中的NO与羟基自由基反应生成HNO₂和NO₂，HNO₂和NO₂再与第二氧化剂溶液反应生成无害的N₂和CO₂，本发明的基于双氧水的烟气处理系统可以有效去除烟气中不易溶于水的NO气体，且不会产生二次污染。

2、本发明的基于双氧水的烟气处理系统通过第二喷淋器喷淋第二氧化剂溶液，使烟气流道中的烟气与第二氧化剂溶液喷雾逆向接触并混合，第二氧化剂溶液喷雾可以有效捕集烟气中的粉尘与重金属颗粒形成液滴，液滴在高压电场的作用下荷电，并在电场力的作用下运动到集尘极上，液滴在集尘极板上富集进而形成均匀的易收集的水膜，从而有效去除烟气中不易溶于水的粉尘与重金属颗粒。

3、本发明的基于双氧水的烟气处理系统中第二氧化剂储罐包括双氧水储罐及尿素储罐，第二喷淋器喷淋的第二氧化剂溶液是双氧水及尿素的混合溶液，这样设置时，双氧水可以在高压电场的激发下生成大量的羟基自由基，而尿素溶液可以有效吸收NO被氧化后得到的HNO₂和NO₂，从而有效提高了烟气中NO的吸收率，且尿素溶液还可以进一步吸收第一氧化剂溶液未完全吸收的SO₂、NO₂以及少量的粉尘及重金属颗粒。

4、本发明的基于双氧水的烟气处理系统通过分离过滤装置对与烟气反应后的氧化剂溶液进行分离过滤处理，得到的分离过滤物可以分别处理后进行再利用，从而避免了二次污染，实现了零排放。

5、本发明的基于双氧水的烟气处理方法步骤简单，易操作，可以有效去除烟气中易被吸收的SO₂、NO₂以及不易溶于水的NO、粉尘及重金属，且不会产生二次污染。

6、本发明的基于双氧水的烟气处理系统及方法尤其适用于处理含有以下组分的烟气：SO₂的浓度范围为100～8000ppmV，NO_X的浓度范围为100～1400ppmV，粉尘颗粒的浓度范围为50～2000mg/Nm³。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明的基于双氧水的烟气处理系统的一种具体实施例的结构示意图。

附图标号说明：

吸收塔10，进气口11，出气口12；第一喷淋器21，双氧水储罐22，第一分离过滤装置23，第一集液盘24，氧化剂溶液混合器25；第二喷淋器31，放电极32，集尘极33，尿素储罐34，双氧水/尿素混合器35，第二分离过滤装置36，第二集液盘37；除尘器40；换热器50；烟囱60。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例一

实施例一公开了本发明的基于双氧水的烟气处理系统一种较为优选的实施例，其处理的烟气中SO₂的浓度范围为100ppmV～8000ppmV，NO_X的浓度范围为100ppmV～1400ppmV，粉尘颗粒的浓度范围为50mg/Nm³～2000mg/Nm³。

本实施例中的基于双氧水的烟气处理系统包括吸收塔10，吸收塔10的进气口11位于吸收塔的底端，出气口12位于吸收塔的顶端，吸收塔10的进气口11和出气口12之间设有第一喷淋器21和第二喷淋器31。

第一喷淋器21与第一氧化剂储罐连通，且第一氧化剂储罐为双氧水储罐22，第一喷淋器21用于向烟气中喷淋第一氧化剂溶液，第一氧化剂溶液用于吸收烟气中易溶于水的SO₂及NO₂，其核心的化学反应式为：

H₂O₂+SO₂＝H₂SO₄

H₂O₂+2NO₂＝2H₂NO₃

第二喷淋器31与第二氧化剂储罐连通，且第二喷淋器31下方设有放电极32与集尘极33。第二喷淋器的喷头方向朝向放电极32和集尘极33，第二喷淋器用于向通过放电极和集尘极的烟气喷淋第二氧化剂溶液。

在本实施例中，第二氧化剂储罐包括双氧水储罐及尿素储罐34。在本实施例中，第二氧化剂储罐中的双氧水储罐与第一氧化剂储罐中的双氧水储罐为同一储罐，即双氧水储罐22，这样设置可以简化系统，减小系统的占地面积。

双氧水储罐22及尿素储罐34均与一双氧水/尿素混合器35连通；双氧水/尿素混合器35与第二喷淋器31连通。

放电极32与集尘极33之间加载有高压电场，在烟气的处理过程中，第二喷淋器向放电极和集尘极之间的烟气流道中喷洒双氧水/尿素混合溶液，放电极与集尘极在高压电场作用下激发混合溶液中的双氧水溶液形成大量羟基自由基(·OH)，羟基自由基(·OH)氧化烟气中的NO形成易吸收的HNO₂和NO₂，HNO₂和NO₂与混合溶液中的尿素溶液反应生成无害的N₂和CO₂，其核心的化学反应式为：

H₂O₂＝2·OH

NO+·OH＝HNO₂

HNO₂+(NH₂)₂CO＝2N₂+CO₂+3H₂O

NO+·OH＝NO₂+·H

NO+NO₂+(NH₂)₂CO＝2N₂+CO₂+2H₂O

另外，第二氧化剂溶液喷雾与烟气逆向接触并混合的过程中，第二氧化剂溶液喷雾可以有效捕集烟气中的粉尘与重金属颗粒形成液滴，液滴在高压电场的作用下荷电，并在电场力的作用下运动到集尘极上，液滴在集尘极板上富集进而形成均匀的易收集的水膜。

为了确定第二氧化剂溶液的吸收效果，可以通过小型试验平台测试吸收剂对SO₂及NO_X的吸收效果。试验采用的反应器为自制60mm直径石英玻填料吸收塔，在塔内装填0.5m高度的散堆填料。利用纯净N₂、O₂、NO、NO₂及SO₂气体按照典型工业烟气配比为模拟烟气，控制进口SO₂、NO_X的浓度分别为4000ppmV及1000ppmV，NO_X中NO占比90％，NO₂占比10％。模拟烟气从吸收塔塔底进入并向上运动，吸收剂由布置在填料层上方的喷嘴均匀喷淋在填料层上，烟气与吸收剂在填料层内逆向接触并进行混合吸收，烟气最终从吸收塔上方的排出。净化后的模拟烟气经过冷凝器降温和干燥出水后，采用综合烟气分析仪测定烟气中SO₂及NO_X浓度，计算SO₂及NO_X的吸收效率。

单独采用尿素溶液作为吸收剂时，SO2的吸收效率可达99％以上，NO_X的吸收率只有30％左右。产生这一现象的主要原因是NO_X中占比90％的NO难溶于水，易溶于水的NO₂容易与尿素溶液发生反应，贡献大概10％的吸收率。烟气中的O₂能够氧化部分NO，生成NO₂，该部分贡献大概20％的吸收率。

为了提高尿素溶液对NO的吸收效率，试验研究了NaCLO，KMnO₄，H₂O₂三种常见氧化剂添加剂，添加进尿素溶液后，NO的去除率分别为59％，92％，55％。试验表明添加剂氧化性能越强，对NO吸收效率的提升越明显。

在实际应用中，只有H₂O₂不存在二次污染，生产使用成本适宜，对设备防腐要求较低，且H₂O₂的性能活泼，在高压电场中还能分解为氧化性更强的羟基自由基，羟基自由基氧化能力非常强，在羟基自由基的作用下，因此相比与其他两种氧化剂，H₂O₂对NO的氧化效果最好。

综合经济性与吸收效果的平衡，可以得到第二喷淋器喷淋的第二氧化剂溶液中双氧水和尿素的重量比，即双氧水/尿素混合器混合尿素和双氧水后得到的第二氧化剂溶液中双氧水和尿素的重量比，具体为：双氧水的重量比为3％wt～10％wt、尿素的重量比为2％wt～8％wt。

在本实施例中，第一喷淋器21位于第二喷淋器31下方，也就是说烟气进入吸收塔后先与第一喷淋器21喷淋的第一氧化剂溶液反应，第一氧化剂溶液基本去除烟气中的SO₂、NO₂及部分粉尘、重金属后，烟气再与第二喷淋器31喷淋的第二氧化剂溶液反应，第二氧化剂溶液去除烟气中不易溶于水的NO、粉尘及重金属等污染物。

在本实施例中，基于双氧水的烟气处理系统还包括分离过滤装置，分离过滤装置设置在吸收塔10外部，且与吸收塔10连通，分离过滤装置用于分离过滤与烟气反应后的氧化剂溶液。

在本实施例中，分离过滤装置包括第一分离过滤装置23与第二分离过滤装置36。

在本实施例中，第一喷淋器21下方设有第一集液盘24，第一集液盘24用于收集与烟气反应后的第一氧化剂溶液，在本实施例中，第一集液盘24为吸收塔10的塔底。第一集液盘24与第一分离过滤装置23连通，第一分离过滤装置用于处理塔底收集的液体，即与烟气反应后的第一氧化剂溶液，与烟气反应后的第一氧化剂溶液包括硫酸及硝酸。

第一分离过滤装置的分离产物为：(1)硫酸及硝酸，在后续过程中，可以经过富集生成不同浓度的工业产品；(2)未反应的双氧水溶液，在后续过程中再通入到第一喷淋器中进行再利用；(3)粉尘、重金属颗粒，在后续处理过程中经压缩干燥后制成建筑材料。

第二喷淋器31下方设有第二集液盘37，第二集液盘37用于收集与烟气反应后的第二氧化剂溶液，第二分离过滤装置36与第二集液盘37连通，第二分离过滤装置36用于处理第二集液盘37收集的液体，即与烟气反应后的第二氧化剂溶液。

第二分离过滤装置的分离产物为：(1)未反应的双氧水/尿素，在后续处理过程中再通入到第二喷淋器中进行再利用；(2)粉尘、重金属颗粒，在后续处理过程中，可以压缩干燥后制成建筑材料。

在本实施例中，基于双氧水的烟气处理系统还包括氧化剂溶液混合器25，氧化剂溶液混合器25分别与第一喷淋器21、双氧水储罐22及第一分离过滤装置23连通，氧化剂溶液混合器25用于混合第一分离过滤装置23输入的未反应的第一氧化剂溶液及双氧水储罐22输入的补充的第一氧化剂溶液，并将混合后的第一氧化剂溶液输入到第一喷淋器21中。

并且，在本实施例中，氧化剂溶液混合器25输入到第一喷淋器21中的第一氧化剂溶液中双氧水的重量比为：1％wt～10％wt，这种比例的第一氧化剂溶液去除烟气中SO₂及NO₂的效率较高。

在本实施例中，放电极采用铅锑合金或254SMO芒刺电晕极线；集尘极采用蜂窝形或圆形耐酸导电碳纤维强化复合材料管束；吸收塔采用耐酸腐蚀材料制造，吸收塔的内壁为具有耐酸涂层的钢结构或高强度玻璃钢层。

放电极采用铅锑合金芒刺电晕极线，在曲率半径很小的芒刺尖端电极附近，由于加载高压电场，局部电场强度超过气体的电离场强，使烟气发生电离和激励，出现电晕放电，激发第二氧化剂溶液形成大量强氧化性的羟基自由基，同时也使得附近的细小液滴荷电。

当然，在本实施例中，本发明的基于双氧水的烟气处理系统还可以先通过除尘器40对烟气进行除尘处理；再通过换热器50对烟气进行温度调节，经过温度调节后的烟气再通入到吸收塔10中；最后，从吸收塔的出气口流出的气体经烟囱60排出。

在本实施例中，第二喷淋器和第一喷淋器均可以设为一层或者多层的管式喷淋层，且每层管式喷淋层均可以根据需要设置多个雾化喷嘴，例如10～40个，在雾化喷嘴的作用下，氧化剂溶液形成细小液滴，例如直径在50～500微米的细小液滴；第一喷淋器喷淋双氧水的喷入量计算式为：F_H2O2＝2×(F_烟气×C_SO2)/C_H2O2；第二喷淋器喷淋双氧水/尿素的混合液的喷入量计算式为：F_(NH2)2CO＝1.5×(F_烟气×C_NOx)/C_(NH2)2CO。其中，F表示体积流量，C表示浓度。

在本实施例中，放电极的数目可以设置一个或者为多个，若数目为多个时，多个放电极均布在集尘极上，集尘极的延伸方向与烟气的流通方向相同或者有一定的夹角；另外，基于双氧水的烟气处理系统中各部分的尺寸规格及数目等均可以根据实际工程的需要进行设置，此处不再赘述。

在其他实施例中，当吸收塔的进气口位于吸收塔的底端，出气口位于吸收塔的顶端时，第一喷淋器还可以位于第二喷淋器的上方，这种设置方式是先处理烟气中的NO，再处理烟气中的SO₂和NO₂，在处理烟气中的NO时，烟气中成分复杂，因此这种设置方式会降低烟气中NO的氧化效率及其氧化产物的吸收效率。

在其他实施例中，当吸收塔的进气口位于吸收塔的一侧，出气口位于吸收塔的另一侧，且第二喷淋器和第一喷淋器水平相邻设置时，第二喷淋器可以靠近进气口设置，也可以靠近出气口设置，优选第二喷淋器靠近出气口设置，第一喷淋器靠近进气口设置。

在其他实施例中，分离过滤装置可以仅设置一个，这时分离过滤装置直接与吸收塔的塔底连通，用于分离过滤所有吸收塔塔底的与烟气反应后的氧化剂溶液；第二集液盘与第一集液盘均可以选择性设置，当第二集液盘设置在第一集液盘下方时，吸收塔的塔底可以作为第二集液盘。

在其他实施例中，氧化剂溶液混合器可以选择性设置，例如直接将第一分离过滤装置与第一喷淋器连通，也就是说直接将第一分离过滤装置分离过滤到的未反应的第一氧化剂溶液通入到第一喷淋器中，这样设置时，第一喷淋器喷洒的第一氧化剂溶液浓度不稳定，对烟气的处理效果也不稳定。

当然，在其他实施例中，第二氧化剂储罐还可以为水储罐或双氧水储罐或尿素储罐或者其结合；双氧水/尿素混合器得到的混合溶液中双氧水及尿素的重量比均可以根据实际需要进行调整，此处不再赘述。

实施例二

实施例二公开了一种应用实施例一中公开的基于双氧水的烟气处理系统的方法，包括步骤：

S10：使第一氧化剂溶液吸收烟气中的SO₂及NO₂；

S20：激发第二氧化剂溶液生成多个羟基自由基；

S30：烟气中的NO与羟基自由基反应生成易溶于第二氧化剂溶液的HNO₂和NO₂；

S40：使第二氧化剂溶液吸收HNO₂和NO₂；

S50：第二氧化剂溶液捕集烟气中的粉尘及重金属得到液滴；

S60：使携带有粉尘及重金属的液滴荷电后聚集形成易收集的水膜。

示例性的，如图1所示，本发明的基于双氧水的烟气处理系统的具体实施例的具体应用情况如下：

1、除尘器40对待处理烟气进行除尘处理，除掉烟气中PM10以上的大颗粒粉尘，将烟气中的含尘量降低至约100mg/Nm³；

2、换热器50对除尘后的烟气进行温度调节，将烟气温度调整至一定区间内，例如35℃～80℃；

3、第一喷淋器21喷淋双氧水溶液，使细小的双氧水液滴颗粒均匀分布在吸收塔中，烟气从底部进气口进入吸收塔，烟气中大部分的SO₂和NO₂与双氧水液滴颗粒逆向接触混合并快速发生氧化还原反应，生成可回收的硫酸溶液与硝酸溶液；

4、第一分离过滤装置23对吸收塔10塔底的混合液体进行分离过滤处理，并将分离得到的未反应的双氧水溶液通入到氧化剂溶液混合器25中进行再利用；

5、第二喷淋器31喷淋双氧水/尿素混合液，使细小的双氧水/尿素液滴均匀分布在放电极32和集尘极33之间的高压电场中，并在高压电场的作用下双氧水形成大量强氧化性的羟基自由基，烟气通过放电极之间的烟气流道时，其中的NO与羟基自由基反应形成易于吸收的HNO₂及NO₂，HNO₂及NO₂与尿素溶液反应生成无害的N₂和CO₂；

6、烟气流道中的烟气与双氧水/尿素液滴逆向接触并混合，双氧水/尿素液滴捕集烟气中残余的不易溶于水的粉尘及重金属，并在高压电场的作用下荷电，液滴在电场力的作用下运动到集尘极33上，并在集尘极33上富集进而形成均匀水膜，携带有粉尘及重金属的水膜进一步被冲刷至第二集液盘37上；

7、第二分离过滤装置36对第二集液盘37上的混合液体进行分离过滤处理，并将分离得到的未反应的双氧水/尿素溶液进一步通入到双氧水/尿素混合器35中进行再利用；

8、吸收塔10的出气口12处的烟气达到了国家标准规定的排放要求，直接经过烟囱60排放到大气中。

在实际应用时，进气口处的工业烟气中SO₂的浓度范围为100ppmV～800ppmV，NO_X浓度范围为100ppmV～1400ppmV，粉尘颗粒浓度为范围为50mg/Nm³，经过本发明的基于双氧水的烟气处理系统处理后，出口烟气中SO₂、NO_X及粉尘颗粒的浓度分别可达：100mg/Nm³、100mg/Nm³、20mg/Nm³，较优的情况可达20mg/Nm³、50mg/Nm³、10mg/Nm³，可以完全满足国家标准规定的排放要求，且整个过程中不会产生二次污染，符合绿色环保要求。

显而易见的，根据工程实际情况，SO₂脱除系统(第一喷淋器、第一氧化剂储罐、第一分离过滤装置)也单独可用于烟气脱硫工程，NO_X及粉尘脱除系统(第二喷淋器、放电极、集尘极、第二氧化剂储罐、第二分离过滤装置)也可单独用于烟气脱硫脱硝及除尘工程。

本发明的基于双氧水的烟气处理系统及方法适用领域广，可覆盖电力、石化、钢铁、煤炭、陶瓷、冶金等工业领域，同时也适用于各类旧系统改造。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于双氧水的烟气处理系统，包括吸收塔，其特征在于：

所述吸收塔的进气口和出气口之间依次设有第一喷淋器和第二喷淋器；

所述第一喷淋器与第一氧化剂储罐连通，所述第一喷淋器用于向烟气中喷淋第一氧化剂溶液，所述第一氧化剂溶液用于吸收烟气中易溶于水的SO₂及NO₂，所述第一氧化剂溶液为双氧水溶液；

所述第二喷淋器与第二氧化剂储罐连通，且所述第二喷淋器下方设有放电极和集尘极，所述第二喷淋器的喷头方向朝向所述放电极和集尘极，所述第二喷淋器用于向通过所述放电极和集尘极的烟气喷淋第二氧化剂溶液，所述第二氧化剂溶液用于捕集烟气中的粉尘及重金属，所述第二氧化剂溶液为双氧水与尿素的混合溶液；

所述放电极与所述集尘极之间加载有高压电场，所述放电极与所述集尘极在所述高压电场作用下激发所述第二氧化剂溶液形成大量羟基自由基，所述羟基自由基用于氧化烟气中的NO形成易被所述第二氧化剂溶液吸收的HNO₂和NO₂，HNO₂和NO₂与第二氧化剂溶液中的尿素进一步反应生成N₂和CO₂。

2.如权利要求1所述的基于双氧水的烟气处理系统，其特征在于：

所述第二氧化剂储罐包括双氧水储罐及尿素储罐；

所述双氧水储罐及所述尿素储罐均与一双氧水/尿素混合器连通；

所述双氧水/尿素混合器与所述第二喷淋器连通。

3.如权利要求2所述的基于双氧水的烟气处理系统，其特征在于：

所述双氧水/尿素混合器得到的混合溶液中双氧水的重量比为3％wt～10％wt、尿素的重量比为2％wt～8％wt。

4.如权利要求3所述的基于双氧水的烟气处理系统，其特征在于，还包括：分离过滤装置，设置在所述吸收塔外部，且与所述吸收塔连通，所述分离过滤装置用于分离过滤与烟气反应后的氧化剂溶液。

5.如权利要求4所述的基于双氧水的烟气处理系统，其特征在于：

所述分离过滤装置包括第二分离过滤装置与第一分离过滤装置，所述第二分离过滤装置用于分离过滤与烟气反应后的第二氧化剂溶液，所述第一分离过滤装置用于分离过滤与烟气反应后的第一氧化剂溶液，与烟气反应后的第一氧化剂溶液包括硫酸及硝酸。

6.如权利要求5所述的基于双氧水的烟气处理系统，其特征在于，还包括：氧化剂溶液混合器，分别与所述第一喷淋器、所述第一氧化剂储罐及所述第一分离过滤装置连通，所述氧化剂溶液混合器用于混合所述第一氧化剂储罐输入的补充的第一氧化剂溶液及所述第一分离过滤装置输入的未反应的第一氧化剂溶液，并将混合后的第一氧化剂溶液输入到所述第一喷淋器中。

7.如权利要求6所述的基于双氧水的烟气处理系统，其特征在于：

所述第一氧化剂储罐为双氧水储罐，且所述氧化剂溶液混合器输入到所述第一喷淋器中的第一氧化剂溶液中双氧水的重量比为：1％wt～10％wt。

8.如权利要求1至7中任一项所述的基于双氧水的烟气处理系统，其特征在于：

所述放电极采用铅锑合金或254SMO芒刺电晕极线；

和/或；

所述集尘极采用蜂窝形或圆形耐酸导电碳纤维强化复合材料管束；

和/或；

所述吸收塔采用耐酸腐蚀材料制造，所述吸收塔的内壁为具有耐酸涂层的钢结构或高强度玻璃钢层。

9.一种应用如权利要求1至8中任一项所述的基于双氧水的烟气处理系统的方法，其特征在于，包括步骤：

S10：使所述第一氧化剂溶液吸收烟气中的SO₂及NO₂，所述第一氧化剂溶液为双氧水溶液；

S20：激发所述第二氧化剂溶液生成多个羟基自由基；

S30：烟气中的NO与所述羟基自由基反应生成易溶于第二氧化剂溶液的HNO₂和NO₂；

S40：使所述第二氧化剂溶液吸收所述HNO₂和NO₂，生成N₂和CO₂；

S50：所述第二氧化剂溶液捕集烟气中的粉尘及重金属得到液滴；

S60：使携带有粉尘及重金属的所述液滴荷电后聚集形成易收集的水膜。