CN106362578A - 一种烟气处置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气处置方法，属于大气污染处理技术领域。本发明的技术方案是：一种烟气处置方法，包括烟气的前置降温、除尘处理，其特殊之处在于，所述处置方法包括将烟气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体在绿叶细胞的光合作用下通过化学反应转化为有机物质。本发明与现有技术相比具有新颖、可靠、无二次污染、变废为宝、实现烟气绿色无害化处置的同时做到了资源化处理的突出的实质性特点和显著的进步。

Description

一种烟气处置方法
技术领域
本发明涉及烟气污染防治及环保技术领域，尤其涉及一种烟气处置方法的技术领域。
背景技术
我国城市污染问题伴随城镇化建设的不断加快而日渐突出，从而对市民身体健康造成了严重影响，大气污染治理加强已迫在眉睫。在我国环境污染治理政策及各种形式的大气污染治理措施不断实施的背景下，城市污染在近几年得到了有效缓解，常规污染物的防范及减排得到有力控制，然而，由于不合理的城市能源结构，诸如车辆尾气排放等的有效管理尚未实现，导致非常规大气污染物存在日渐增多的趋势。世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。”如果人类生活在污染十分严重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈却成了空中垃圾库和毒气库。因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难。
众所周知，大气是由一定比例的氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和固体杂质微粒组成的混合物，就干燥空气而言，按体积计算，在标准状态下，氮气占78.08％，氧气占20.94％，稀有气体占0.93％，二氧化碳占0.03％，而其他气体及杂质体积都大约是0.02％，各种自然变化往往会引起大气成分的变化，而当大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难。随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力继续加大，导致我国雾霾天气增多的主要原因是化石能源消费带来的大气污染物逐年增加，包括热电排放、重化工生产、汽车尾气、冬季供暖等。在社会生产和生活方式没有根本改变之前，我国环境空气质量改善不可能一蹴而就。目前，在铁腕治污的压力下，大气污染治理短期内初见成效。但当前的环境质量距离合格还有较大差距，我国空气污染物浓度仍处高位，大气污染形势依然严峻，而且空气质量的治理将是一个漫长的过程，越到后期改善的难度越大，期间还可能出现曲折甚至是反弹。因此，环境已经成为我国社会发展的瓶颈问题，要使其不断改善并且不出现大的反弹，必须突破瓶颈，让环境改善成为国家经济发展的引擎，而不是成为发展的“包袱”。为切实改善空气质量，《中华人民共和国大气污染防治法》已由中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常务委员会第十六次会议于2015年8月29日修订通过，现将修订后的《中华人民共和国大气污染防治法》公布，自2016年1月1日起施行。该法律的颁布实施，为保护和改善环境，防治大气污染，保障公众健康，推进生态文明建设，促进经济社会可持续发展提供法律的支持和保障。坚持以防治大气污染、改善大气环境质量为目标，坚持源头治理，规划先行，转变经济发展方式，优化产业结构和布局，调整能源结构，对燃煤、工业、机动车船、扬尘、农业等大气污染的综合防治，推行区域大气污染联合防治，对颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物、氨等大气污染物和造成温室气体的二氧化碳实施协同控制的整体战略来实施，已经成为大气污染综合防治的核心问题。面对防治后的大气环境，烟囱的烟气、机动车船排出的气体、扬尘、农业等领域中的二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮有害气体仍然在源源不断的排放，自然环境的发生，如在大气中的现状。因而空气污染的防治既是一项艰巨的工程，又是一个庞大的系统工程，不仅需要个人、集体、国家、乃至全球各国的共同努力，而且需要资金、技术的汇集。正如二十国集团领导人，2016年9月4日至5日在刚刚结束的中国杭州峰会的报告中所说的那样二十国集团落实2030年可持续发展议程行动计划中所认定的，气候变化是当代面临的最大挑战之一，其负面影响削弱了所有国家实现可持续发展的能力。G20成员必须采取紧急行动应对气候变化，及早落实《巴黎协定》，重申发达国家和国际组织就气候资金作出的承诺和其他国家的声明，在维护《联合国气候变化框架公约》主渠道作用的同时，继续紧密合作应对气候变化及其影响，推动《巴黎协定》及早生效和落实，鼓励提供和动员更多资源应对气候变化，鼓励资金流向低温室气体排放和具有气候韧性的发展。大气环境保护事关人民群众根本利益，事关经济持续健康发展，事关全面建成小康社会，事关实现中华民族伟大复兴中国梦。当前，我国大气污染形势严峻，以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定。随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力继续加大。实现大气环境质量的明显好转，必须把污染物排放量从现在的千万吨级水平降到百万吨级水平，进一步推进产业结构和能源结构调整，推动重点行业综合整治，深化区域协作，强化科技支撑，不仅把大气污染防治从源头上抓起，而且应该对大气环境质量进行排查，寻求大气防治的最佳方法，实现在中国率先综合防治，以改善自然环境，造福人类。而大气污染的主要来源是：⑴生产性污染，这是大气污染的主要来源，包括：①燃料的燃烧，主要是煤和石油燃烧过程中排放的大量有害物质，如烧煤可排出烟尘和二氧化硫；烧石油可排出二氧化硫和一氧化碳等；②生产过程排出的烟尘和废气，以火力发电厂、钢铁厂、石油化工厂、水泥厂等对大气污染最为严重；③农业生产过程中喷洒农药而产生的粉尘和雾为严重。⑵由生活炉灶和采暖锅炉耗用煤炭产生的烟尘、二氧化硫等有害气体。⑶交通运输性污染，汽车、火车、轮船和飞机等排出的尾气，其中汽车排出有害尾气距呼吸带最近，而能被人直接吸入，其污染物主要是氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳和铅尘等，危害是：大气污染物对人体健康、植物、器材和材料及大气能见度和气候皆有重要影响。因此，寻求一种新的、可靠的、无二次污染、安全环保，以改善自然环境，造福人类的烟气处置方法这对于本技术领域技术人员来说真是一个迫切而又亟待解决的技术课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，而提供一种新的、可靠的、无二次污染、安全环保的烟气处置方法。
本发明所要解决的另一技术问题是克服现有技术的不足，而提供一种新的、可靠的、无二次污染、变废为宝、投资效率高、见效快的烟气处置方法。
为解决上述的技术问题，本发明是采用实施如下技术方案的：一种烟气处置方法，包括烟气的前置降温、除尘处理，其特殊之处在于，所述处置方法包括将烟气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体在绿叶细胞的光合作用下通过化学反应转化为有机物质。
为进一步解决上述的技术问题，上述技术方案的优选方案是：
上述所述烟气为燃料燃烧后通过烟囱排放到大气中的温度为4℃-45℃的烟气。
上述所述烟气依次穿过若干个装载有绿叶细胞的载体隔层和脉冲光电发生器，在光谱频率为430-450nm和640-660nm的光合作用下，将烟气中的CO2、SO2、NO2有害气体通过绿叶细胞进行化学反应时间不少于50秒后排出。
上述所述绿叶细胞的培养过程是将收集的植物绿叶，经消毒灭菌后，在无菌的条件下，加入重量比为0.01-0.02％的蔗糖、0.005-0.001％的氯化镁的水溶液，进行机械磨碎，再经过滤、离心得到游离细胞，应用植物细胞悬浮培养法进行细胞培养，培养时间为10-12天即得。
上述所述二氧化氮的化学反应过程是：将进入反应器内的烟气中的NO2分子经过绿叶细胞的载体和载体中的细胞营养液的水发生反应生成NO3 -；其化学反应式为：
4NO2+O2+2H2O+4H++4NO3 -
硝酸根离子NO3 -被载体中的绿叶细胞吸收，由细胞质中的硝酸还原酶催化的酶促反应，还原为亚硝酸盐；其化学反应式为：
NO3 -+NAD(P)H+H++2e-→NO2 -+NAD(P)++H2O
还原形成的NO2 -进入绿叶细胞的叶绿体，在叶绿体内亚硝酸还原酶利用光合作用产生的还原态铁氧还蛋白(Fdred)作电子供体，使NO2 -得到6e-还原为NH4 +；其化学反应式为：
NO2 -+6Fdred+8H++6e-→NH4 ++6Fdox+2H2O
由NO2 -还原产生的氨态氮，绿叶细胞迅速同化为有机物，通过各种反应，氨最终进入氨基酸，参与含氮物质的代谢，由此烟气中NO2得到了固定。
上述所述二氧化硫的化学反应过程是：将进入反应器中的SO2分子经过绿叶细胞载体，被绿叶细胞捕捉在细胞质中发生反应生成SO4 2-；其化学反应式为：
2SO2+O2+2H2O＝2SO4 2-+4H+
生成的SO4 2-进入绿叶细胞叶绿体中，在ATP硫酸化酶催化下SO4 2-与ATP反应，产生腺苷酰硫酸(APS)；其化学反应式为：
APS还原酶从还原态谷胱甘肽(GSH)转移2个电子，产生亚硫酸盐(SO3 2-)和氧化态谷胱甘肽(GSSG)；其化学反应式为：
亚硫酸盐还原酶从Fdred转移6个电子，产生硫化物(S2-)；其化学反应式为：
在叶绿体中生成的硫化物S2-与O-乙酰丝氨酸结合，在O-乙酰丝氨酸硫解酶催化下，形成半胱氨酸，半胱氨酸在经过进一步转化合成胱氨酸等含硫氨基酸。由此将烟气中的SO2分子得到固定。
上述所述二氧化碳的化学反应过程是：将烟气输入反应器，烟气中的CO2经过载有绿叶细胞的载体，被细胞吸收，载体具有透气、透光的性能，并载有细胞生长的营养液，在光照的条件下进行光合作用；其化学反应式为：
进入叶绿体的CO2与受体核酮糖-1,5-二磷酸(RUBP)。在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶催化作用下，形成2分子的含3个碳原子的甘油酸-3-磷酸；
甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1,3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用下被NADPH+H+还原，形成甘油醛-3-磷酸；甘油醛-3-磷酸等三碳糖可进一步变化，在叶绿体内合成淀粉；亦可透出叶绿体，在细胞质中合成蔗糖；由此烟气中的CO2得到固定；
总反应式：
6CO2+18ATP+12NADPH+12H++12H2O→C6H12O6+18ADP+18Pi+12NADP++6H+
上述所述除尘处理为烟气进行热交换处理后所得烟气进行深度除尘处理。
上述所述烟气通过绿叶细胞的光合作用时的烟气调节速度为3000-30000mL/(g·h)。
上述所述的烟气包括工业、农业生产及居民生活、取暖所用烟囱排放的烟气。
本发明所述的烟气处置方法与现有技术相比具有如下突出的实质性特点和显著的进步：
其一是本发明所述的烟气处置方法是采用将烟气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体在绿叶细胞的光合作用下通过化学反应转化为有机物质的技术方案，这一技术方案的提出不仅为实现处置烟气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体提供了一个新的、技术方案可靠、无二次污染、安全环保的技术方案，而且该技术方案的实施，必将真正为工业企业解决一个卡脖子的问题，也为工业企业加速生产、提高企业经济效益、促进国家经济增长起到了积极的可靠的促进作用。同时为改善大气环境和人居环境和条件，为天空更高更蓝、自然环境更加优美和人类生存环境更加美好创造了必要的条件，使本发明所述的一种烟气处置方法与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步。
其二是本发明所述的烟气处置方法将大气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体在绿叶细胞的光合作用下通过化学反应转化为有机物质的技术方案，这一烟气处置方法不仅将烟气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体进行处置，提高了烟气中的氧气含量指标；而且将有害气体中的C、S、N可转化提取具有较高价值、有市场需求的有机物质，实现了变废为宝的转变，从而使所述的烟气处置方法达到了在实现无害化处理的同时做到了资源化处置的显著效果，同时也为降低烟气污染处置费用，提高企业经济效益提供了可靠的技术保障。特别是在我国国民经济飞速发展的今天，为避免因烟气污染而引起的二次污染和给人类带来的的灾难提供了一个新的、可靠的技术方案，这一技术方案将为提高环境绿化水平和改善人类的生存环境、造福子孙后代都具有积极的深远的意义，从而使本发明所述的一种烟气处置方法与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明一种烟气处置方法的具体实施过程。
实施例1：
本发明实施例1的一种烟气处置方法，包括烟气的前置降温、除尘处理，其特殊之处在于，所述处置方法包括将烟气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体在绿叶细胞的光合作用下通过化学反应转化为有机物质。
上述所述烟气为可燃物燃烧后通过烟囱排放到大气中的温度为4℃-45℃的烟气。
上述所述烟气依次穿过若干个装载有绿叶细胞的载体隔层和脉冲光电发生器，在光谱频率为440-450nm和650-660nm的光合作用下，将烟气中的CO2、SO2、NO2有害气体通过绿叶细胞进行化学反应时间60秒后排出。
上述所述绿叶细胞的培养过程是将收集的植物绿叶，经消毒灭菌后，在无菌的条件下，加入重量比为0.015-0.02％的蔗糖、0.0008-0.001％的氯化镁的水溶液，进行机械磨碎，再经过滤、离心得到游离细胞，应用植物细胞悬浮培养法进行细胞培养，培养时间为12天即得。
上述所述二氧化氮的化学反应过程是：将进入反应器内的烟气中的NO2分子经过绿叶细胞的载体和载体中的细胞营养液的水发生反应生成NO3 -；其化学反应式为：
4NO2+O2+2H2O＝4H++4NO3 -
硝酸根离子NO3 -被载体中的绿叶细胞吸收，由细胞质中的硝酸还原酶催化的酶促反应，还原为亚硝酸盐；其化学反应式为：
NO3 -+NAD(P)H+H++2e-→NO2 -+NAD(P)++H2O
还原形成的NO2-进入绿叶细胞的叶绿体，在叶绿体内亚硝酸还原酶利用光合作用产生的还原态铁氧还蛋白(Fdred)作电子供体，使NO2 -得到6e-还原为NH4 +；其化学反应式为：
NO2 -+6Fdred+8H++6e-→NH4 ++6Fdox+2H2O
由NO2 -还原产生的氨态氮，绿叶细胞迅速同化为有机物，通过各种反应，氨最终进入氨基酸，参与含氮物质的代谢，由此烟气中NO2得到了固定。
上述所述二氧化硫的化学反应过程是：将进入反应器中的SO2分子经过绿叶细胞载体，被绿叶细胞捕捉在细胞质中发生反应生成SO4 2-；其化学反应式为：
2SO2+O2+2H2O＝2SO4 2-+4H+
生成的SO4 2-进入绿叶细胞叶绿体中，在ATP硫酸化酶催化下SO4 2-与ATP反应，产生腺苷酰硫酸(APS)；其化学反应式为：
APS还原酶从还原态谷胱甘肽(GSH)转移2个电子，产生亚硫酸盐(SO3 2-)和氧化态谷胱甘肽(GSSG)；其化学反应式为：
亚硫酸盐还原酶从Fdred转移6个电子，产生硫化物(S2-)；其化学反应式为：
在叶绿体中生成的硫化物S2-与O-乙酰丝氨酸结合，在O-乙酰丝氨酸硫解酶催化下，形成半胱氨酸，半胱氨酸在经过进一步转化合成胱氨酸等含硫氨基酸。由此将烟气中的SO2分子得到固定。
上述所述二氧化碳的化学反应过程是：将烟气输入反应器，烟气中的CO2经过载有绿叶细胞的载体，被细胞吸收，载体具有透气、透光的性能，并载有细胞生长的营养液，在光照的条件下进行光合作用；其化学反应式为：
进入叶绿体的CO2与受体核酮糖-1,5-二磷酸(RUBP)。在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶催化作用下，形成2分子的含3个碳原子的甘油酸-3-磷酸；
甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1,3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用下被NADPH+H+还原，形成甘油醛-3-磷酸；甘油醛-3-磷酸等三碳糖可进一步变化，在叶绿体内合成淀粉；亦可透出叶绿体，在细胞质中合成蔗糖；由此烟气中的CO2得到固定。
总反应式：
6CO2+18ATP+12NADPH+12H++12H2O→C6H12O6+18ADP+18Pi+12NADP++6H+
上述所述除尘处理为烟气进行热交换处理后所得烟气进行深度除尘处理。
上述所述烟气通过绿叶细胞的光合作用时的烟气调节速度为25000-30000mL/(g·h)。
上述所述的烟气为发电厂燃煤锅炉所产生的烟气，经过一系列的烟气降温、除尘和脱硫处理后通过烟囱向外排放的烟气。
以上为本发明实施例1的一种烟气处置方法的实施过程。
本发明实施例1所述的一种烟气处置方法适用于发电厂燃煤锅炉所产生的烟气，经过一系列的烟气降温、除尘或经过热交换处理后通过烟囱向外排放的烟气，对其进行进一步处置的设计过程的处置方法。
实施例2：
本发明实施例2的一种烟气处置方法，包括烟气的前置降温、除尘处理，其特殊之处在于，所述处置方法包括将烟气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体在绿叶细胞的光合作用下通过化学反应转化为有机物质。
上述所述烟气为城镇居民生活、取暖所用烟囱排放的烟气，该烟气是将燃煤燃烧产生的烟气经过专用降温、除尘装置进行处理后再通过烟囱排放到大气中，其烟气的温度为4℃
-45℃。
上述所述烟气依次穿过10个装载有绿叶细胞的载体隔层和脉冲光电发生器，在光谱频率为430-440nm和640-650nm的光合作用下，将烟气中的CO2、SO2、NO2有害气体通过绿叶细胞进行化学反应时间55秒后排出。
上述所述绿叶细胞的培养过程是将收集的植物绿叶，经消毒灭菌后，在无菌的条件下，加入重量比为0.01-0.012％的蔗糖、0.0005-0.0007％的氯化镁的水溶液，进行机械磨碎，再经过滤、离心得到游离细胞，应用植物细胞悬浮培养法进行细胞培养，培养时间为10天即得。上述所述二氧化氮的化学反应过程是：将进入反应器内的烟气中的NO2分子经过绿叶细胞的载体和载体中的细胞营养液的水发生反应生成NO3 -；其化学反应式为：
4NO2+O2+2H2O＝4H++4NO3 -
硝酸根离子NO3 -被载体中的绿叶细胞吸收，由细胞质中的硝酸还原酶催化的酶促反应，还原为亚硝酸盐；其化学反应式为：
NO3 -+NAD(P)H+H++2e-→NO2 -+NAD(P)++H2O
还原形成的NO2 -进入绿叶细胞的叶绿体，在叶绿体内亚硝酸还原酶利用光合作用产生的还原态铁氧还蛋白(Fdred)作电子供体，使NO2 -得到6e-还原为NH4 +；其化学反应式为：
NO2 -+6Fdred+8H++6e-→NH4 ++6Fdox+2H2O
由NO2 -还原产生的氨态氮，绿叶细胞迅速同化为有机物，通过各种反应，氨最终进入氨基酸，参与含氮物质的代谢，由此烟气中NO2得到了固定。
上述所述二氧化硫的化学反应过程是：将进入反应器中的SO2分子经过绿叶细胞载体，被绿叶细胞捕捉在细胞质中发生反应生成SO4 2-；其化学反应式为：
2SO2+O2+2H2O＝2SO4 2-+4H+
生成的SO4 2-进入绿叶细胞叶绿体中，在ATP硫酸化酶催化下SO4 2-与ATP反应，产生腺苷酰硫酸(APS)；其化学反应式为：
APS还原酶从还原态谷胱甘肽(GSH)转移2个电子，产生亚硫酸盐(SO3 2-)和氧化态谷胱甘肽(GSSG)；其化学反应式为：
亚硫酸盐还原酶从Fdred转移6个电子，产生硫化物(S2-)；其化学反应式为：
在叶绿体中生成的硫化物S2-与O-乙酰丝氨酸结合，在O-乙酰丝氨酸硫解酶催化下，形成半胱氨酸，半胱氨酸在经过进一步转化合成胱氨酸等含硫氨基酸。由此将烟气中的SO2分子得到固定。
上述所述二氧化碳的化学反应过程是：将烟气输入反应器，烟气中的CO2经过载有绿叶细胞的载体，被细胞吸收，载体具有透气、透光的性能，并载有细胞生长的营养液，在光照的条件下进行光合作用；其化学反应式为：
进入叶绿体的CO2与受体核酮糖-1,5-二磷酸(RUBP)。在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶催化作用下，形成2分子的含3个碳原子的甘油酸-3-磷酸；
甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1,3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用下被NADPH+H+还原，形成甘油醛-3-磷酸；甘油醛-3-磷酸等三碳糖可进一步变化，在叶绿体内合成淀粉；亦可透出叶绿体，在细胞质中合成蔗糖；由此烟气中的CO2得到固定。
总反应式：
6CO2+18ATP+12NADPH+12H++12H2O→C6H12O6+18ADP+18Pi+12NADP++6H+
上述所述烟气通过绿叶细胞的光合作用时的烟气调节速度为3000-4000mL/(g·h)。
以上为本发明实施例2的一种烟气处置方法的实施过程。
本发明实施例2所述的一种烟气处置方法适用于城镇居民生活、取暖所用烟囱排放的烟气，该烟气是将燃煤燃烧产生的烟气经过专用降温、除尘装置进行处理或经过热交换处理后再使用本实施例所述的处置装置进行进一步处置的应用。
实施例3：
本发明实施例3的一种烟气处置方法，包括烟气的前置降温、除尘处理，其特殊之处在于，所述处置方法包括将烟气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体在绿叶细胞的光合作用下通过化学反应转化为有机物质。
上述所述的烟气为玻璃制品厂在生产过程中使用石油燃料燃烧过程所产生的烟气，经过专用降温、除尘装置进行处理后通过烟囱排放到大气中，其温度为4℃-45℃的烟气。
上述所述烟气依次穿过16个装载有绿叶细胞的载体隔层和脉冲光电发生器，在光谱频率为440-450nm和650-660nm的光合作用下，将烟气中的CO2、SO2、NO2有害气体通过绿叶细胞进行化学反应时间70秒后排出。
上述所述绿叶细胞的培养过程是将收集的植物绿叶，经消毒灭菌后，在无菌的条件下，加入重量比为0.01-0.015％的蔗糖、0.0008-0.001％的氯化镁的水溶液，进行机械磨碎，再经过滤、离心得到游离细胞，应用植物细胞悬浮培养法进行细胞培养，培养时间为11天即得。
上述所述二氧化氮的化学反应过程是：将进入反应器内的烟气中的NO2分子经过绿叶细胞的载体和载体中的细胞营养液的水发生反应生成NO3 -；其化学反应式为：
4NO2+O2+2H2O＝4H++4NO3 -
硝酸根离子NO3 -被载体中的绿叶细胞吸收，由细胞质中的硝酸还原酶催化的酶促反应，还原为亚硝酸盐；其化学反应式为：
NO3 -+NAD(P)H+H++2e-→NO2 -+NAD(P)++H2O
还原形成的NO2 -进入绿叶细胞的叶绿体，在叶绿体内亚硝酸还原酶利用光合作用产生的还原态铁氧还蛋白(Fdred)作电子供体，使NO2 -得到6e-还原为NH4 +；其化学反应式为：
NO2 -+6Fdred+8H++6e-→NH4 ++6Fdox+2H2O
由NO2 -还原产生的氨态氮，绿叶细胞迅速同化为有机物，通过各种反应，氨最终进入氨基酸，参与含氮物质的代谢，由此烟气中NO2得到了固定。
上述所述二氧化硫的化学反应过程是：将进入反应器中的SO2分子经过绿叶细胞载体，被绿叶细胞捕捉在细胞质中发生反应生成SO4 2-；其化学反应式为：
2SO2+O2+2H2O＝2SO4 2-+4H+
生成的SO4 2-进入绿叶细胞叶绿体中，在ATP硫酸化酶催化下SO4 2-与ATP反应，产生腺苷酰硫酸(APS)；其化学反应式为：
APS还原酶从还原态谷胱甘肽(GSH)转移2个电子，产生亚硫酸盐(SO3 2-)和氧化态谷胱甘肽(GSSG)；其化学反应式为：
亚硫酸盐还原酶从Fdred转移6个电子，产生硫化物(S2-)；其化学反应式为：
在叶绿体中生成的硫化物S2-与O-乙酰丝氨酸结合，在O-乙酰丝氨酸硫解酶催化下，形成半胱氨酸，半胱氨酸在经过进一步转化合成胱氨酸等含硫氨基酸。由此将烟气中的SO2分子得到固定。
上述所述二氧化碳的化学反应过程是：将烟气输入反应器，烟气中的CO2经过载有绿叶细胞的载体，被细胞吸收，载体具有透气、透光的性能，并载有细胞生长的营养液，在光照的条件下进行光合作用；其化学反应式为：
进入叶绿体的CO2与受体核酮糖-1,5-二磷酸(RUBP)。在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶催化作用下，形成2分子的含3个碳原子的甘油酸-3-磷酸；
甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1,3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用下被NADPH+H+还原，形成甘油醛-3-磷酸；甘油醛-3-磷酸等三碳糖可进一步变化，在叶绿体内合成淀粉；亦可透出叶绿体，在细胞质中合成蔗糖；由此烟气中的CO2得到固定。
总反应式：
6CO2+18ATP+12NADPH+12H++12H2O→C6H12O6+18ADP+18Pi+12NADP++6H+
上述所述烟气通过绿叶细胞的光合作用时的烟气调节速度为5000-8000mL/(g·h)。
以上为本发明实施例3的一种烟气处置方法的实施过程。
本发明实施例3所述的一种烟气处置方法适用于玻璃制品厂在生产过程中使用原油作燃料在燃烧过程所产生的烟气所用烟囱排放的烟气，经过专用降温、除尘装置进行处理或通过热交换处理后排放到大气中的温度为4℃-45℃的烟气的再进行处置的应用。
实施例4
本发明实施例4的一种烟气处置方法，包括烟气的前置降温、除尘处理，其特殊之处在于，所述处置方法包括将烟气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体在绿叶细胞的光合作用下通过化学反应转化为有机物质。
上述所述的烟气为水泥厂在生产过程中使用煤炭作为燃料燃烧过程所产生的烟气，经过专用降温、除尘装置进行处理或热交换处理后排放到大气中的温度为4℃-45℃的烟气。
上述所述烟气依次穿过20个装载有绿叶细胞的载体隔层和脉冲光电发生器，在光谱频率为430-450nm和640-660nm的光合作用下，将烟气中的CO2、SO2、NO2有害气体通过绿叶细胞进行化学反应时间80秒后排出。
上述所述绿叶细胞的培养过程是将收集的植物绿叶，经消毒灭菌后，在无菌的条件下，加入重量比为0.015-0.02％的蔗糖、0.0008-0.001％的氯化镁的水溶液，进行机械磨碎，再经过滤、离心得到游离细胞，应用植物细胞悬浮培养法进行细胞培养，培养时间为12天即得。
上述所述二氧化氮的化学反应过程是：将进入反应器内的烟气中的NO2分子经过绿叶细胞的载体和载体中的细胞营养液的水发生反应生成NO3 -；其化学反应式为：
4NO2+O2+2H2O＝4H++4NO3 -
硝酸根离子NO3 -被载体中的绿叶细胞吸收，由细胞质中的硝酸还原酶催化的酶促反应，还原为亚硝酸盐；其化学反应式为：
NO3 -+NAD(P)H+H++2e-→NO2 -+NAD(P)++H2O
还原形成的NO2 -进入绿叶细胞的叶绿体，在叶绿体内亚硝酸还原酶利用光合作用产生的还原态铁氧还蛋白(Fdred)作电子供体，使NO2 -得到6e-还原为NH4 +；其化学反应式为：
NO2 -+6Fdred+8H++6e-→NH4 ++6Fdox+2H2O
由NO2 -还原产生的氨态氮，绿叶细胞迅速同化为有机物，通过各种反应，氨最终进入氨基酸，参与含氮物质的代谢，由此烟气中NO2得到了固定。
上述所述二氧化硫的化学反应过程是：将进入反应器中的SO2分子经过绿叶细胞载体，被绿叶细胞捕捉在细胞质中发生反应生成SO4 2-；其化学反应式为：
2SO2+O2+2H2O＝2SO4 2-+4H+
生成的SO4 2-进入绿叶细胞叶绿体中，在ATP硫酸化酶催化下SO4 2-与ATP反应，产生腺苷酰硫酸(APS)；其化学反应式为：
APS还原酶从还原态谷胱甘肽(GSH)转移2个电子，产生亚硫酸盐(SO3 2-)和氧化态谷胱甘肽(GSSG)；其化学反应式为：
亚硫酸盐还原酶从Fdred转移6个电子，产生硫化物(S2-)；其化学反应式为：
在叶绿体中生成的硫化物S2-与O-乙酰丝氨酸结合，在O-乙酰丝氨酸硫解酶催化下，形成半胱氨酸，半胱氨酸在经过进一步转化合成胱氨酸等含硫氨基酸。由此将烟气中的SO2分子得到固定。
上述所述二氧化碳的化学反应过程是：将烟气输入反应器，烟气中的CO2经过载有绿叶细胞的载体，被细胞吸收，载体具有透气、透光的性能，并载有细胞生长的营养液，在光照的条件下进行光合作用；其化学反应式为：
进入叶绿体的CO2与受体核酮糖-1,5-二磷酸(RUBP)。在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶催化作用下，形成2分子的含3个碳原子的甘油酸-3-磷酸；
甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1,3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用下被NADPH+H+还原，形成甘油醛-3-磷酸；甘油醛-3-磷酸等三碳糖可进一步变化，在叶绿体内合成淀粉；亦可透出叶绿体，在细胞质中合成蔗糖；由此烟气中的CO2得到固定。
其总反应式：
6CO2+18ATP+12NADPH+12H++12H2O→C6H12O6+18ADP+18Pi+12NADP++6H+
为提高本发明所述的烟气处置方法的使用效果，上述所述除尘处理为烟气进行热交换处理后所得烟气再进行一次深度除尘处理。
上述所述烟气通过绿叶细胞的光合作用时的烟气调节速度为10000-15000mL/(g·h)。
上述所述的烟气为工业生产所用烟囱排放的烟气。
以上为本发明实施例4的一种烟气处置方法的实施过程。
本发明实施例4所述的一种烟气处置方法适用于水泥厂在生产过程中使用煤炭作为燃料燃烧过程所产生的烟气所用烟囱排放的烟气，经过专用降温、深度除尘装置进行处理或热交换处理后通过烟囱排放到大气中的温度为4℃-45℃的烟气的再处置的应用。

Claims (10)

1.一种烟气处置方法，包括烟气的前置降温、除尘处理，其特征在于，所述处置方法包括将烟气中含有的CO2、SO2、NO2有害气体在绿叶细胞的光合作用下通过化学反应转化为有机物质。
2.根据权利要求1所述的烟气处置方法，其特征在于，所述烟气为燃料燃烧后通过烟囱排放到大气中的温度为4℃-45℃的烟气。
3.根据权利要求1或2所述的烟气处置方法，其特征在于，所述烟气依次穿过若干个装载有绿叶细胞的载体隔层和脉冲光电发生器，在光谱频率为430-450nm和640-660nm的光合作用下，将烟气中的CO2、SO2、NO2有害气体通过绿叶细胞进行化学反应时间不少于50秒后排出。
4.根据权利要求1或2所述的烟气处置方法，其特征在于，所述绿叶细胞的培养过程是将收集的植物绿叶，经消毒灭菌后，在无菌的条件下，加入重量比为0.01-0.02％的蔗糖、0.0005-0.001％的氯化镁的水溶液，进行机械磨碎，再经过滤、离心得到游离细胞，应用植物细胞悬浮培养法进行细胞培养，培养时间为10-12天即得。
5.根据权利要求1所述的烟气处置方法，其特征在于，所述二氧化氮的化学反应过程是：将进入反应器内的烟气中的NO2分子经过绿叶细胞的载体和载体中的细胞营养液的水发生反应生成NO3 -；其化学反应式为：
4NO2+O2+2H2O＝4H++4NO3 -
硝酸根离子NO3 -被载体中的绿叶细胞吸收，由细胞质中的硝酸还原酶催化的酶促反应，还原为亚硝酸盐；其化学反应式为：
NO3 -+NAD(P)H+H++2e-→NO2 -+NAD(P)++H2O
还原形成的NO2 -进入绿叶细胞的叶绿体，在叶绿体内亚硝酸还原酶利用光合作用产生的还原态铁氧还蛋白(Fdred)作电子供体，使NO2 -得到6e-还原为NH4 +；其化学反应式为：
NO2 -+6Fdred+8H++6e-→NH4 ++6Fdox+2H2O
由NO2 -还原产生的氨态氮，绿叶细胞迅速同化为有机物，通过各种反应，氨最终进入氨基酸，参与含氮物质的代谢，由此烟气中NO2得到了固定。
6.根据权利要求1所述的烟气处置方法，其特征在于，所述二氧化硫的化学反应过程是：将进入反应器中的SO2分子经过绿叶细胞载体，被绿叶细胞捕捉在细胞质中发生反应生成SO4 2-；其化学反应式为：
2SO2+O2+2H2O＝2SO4 2-+4H+
生成的SO4 2-进入绿叶细胞叶绿体中，在ATP硫酸化酶催化下SO4 2-与ATP反应，产生腺苷酰硫酸(APS)；其化学反应式为：
APS还原酶从还原态谷胱甘肽(GSH)转移2个电子，产生亚硫酸盐(SO3 2-)和氧化态谷胱甘肽(GSSG)；其化学反应式为：
亚硫酸盐还原酶从Fdred转移6个电子，产生硫化物(S2-)；其化学反应式为：
在叶绿体中生成的硫化物S2-与O-乙酰丝氨酸结合，在O-乙酰丝氨酸硫解酶催化下，形成半胱氨酸，半胱氨酸在经过进一步转化合成胱氨酸等含硫氨基酸。由此将烟气中的SO2分子得到固定。
7.根据权利要求1所述的烟气处置方法，其特征在于，所述二氧化碳的化学反应过程是：将烟气输入反应器，烟气中的CO2经过载有绿叶细胞的载体，被细胞吸收，载体具有透气、透光的性能，并载有细胞生长的营养液，在光照的条件下进行光合作用；其化学反应式为：
进入叶绿体的CO2与受体核酮糖-1,5-二磷酸(RUBP)。在核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶催化作用下，形成2分子的含3个碳原子的甘油酸-3-磷酸；
甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1,3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用下被NADPH+H+还原，形成甘油醛-3-磷酸；甘油醛-3-磷酸等三碳糖可进一步变化，在叶绿体内合成淀粉；亦可透出叶绿体，在细胞质中合成蔗糖；由此烟气中的CO2得到固定。
总反应式为：
6CO2+18ATP+12NADPH+12H++12H2O→C6H12O6+18ADP+18Pi+12NADP++6H+
8.根据权利要求1或2所述的烟气处置方法，其特征在于，所述除尘处理为烟气进行热交换处理后所得烟气进行深度除尘处理。
9.根据权利要求1或2所述的烟气处置方法，其特征在于，所述烟气通过绿叶细胞的光合作用时的烟气调节速度为3000-30000mL/(g·h)。
10.根据权利要求1或2所述的烟气处置方法，其特征在于，所述的烟气包括工业、农业生产及居民生活、取暖所用烟囱排放的烟气。
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