CN107088355A - 一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置及方法，包括处理塔、浆液槽和太阳能发电单元。处理塔由下至上依次分为用于脱除废气中二氧化硫的第一处理段、用于氧化废气中一氧化氮气体的第二处理段和用于脱除废气中氮氧化物的第三处理段，第一处理段与第二处理段间设有第一集液升气装置，第二处理段与第三处理段间设有第二集液升气装置。第二处理段通过第二循环泵与氧化剂储罐连通，该氧化剂储罐与第二处理段形成一个闭式循环。第三处理段通过第一循环管路与循环罐连通，该循环罐用于收集第三处理段内的吸收液并通过第二循环管路与浆液槽连通。本发明脱硫脱硝效率高、运行成本低，总体脱硫效率99.6％，脱硝效率可达98.5％。

Description

一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置及方法

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置及方法。

背景技术

化石燃料的燃烧以及一些化工生产中产生的含有硫氧化物和氮氧化物的废气对大气环境造成了严重危害，目前对大气污染治理普遍采用的脱硫技术与干法、半干法和湿法等几类，但这些技术在脱硝方面却显得无能为力。

湿法烟气脱硫技术是当前世界上应用最为广泛的脱硫技术，其脱硫效率高，且湿式洗涤塔良好的汽液传质对于氮氧化物的吸收来说是个潜在的优势，因此，开发湿法烟气脱硫脱硝一体化工艺具有很好的发展前景。

在湿法脱硝方面，氧化吸收法脱硝技术克服了SCR工艺的一些不足，成为研究开发的热点。但是现有的湿法脱硫脱硝还存在成本高、效率低的缺陷。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种脱硫脱硝效率高、运行成本低的以太阳能为动力的多段式废气处理装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置，包括处理塔和浆液槽，所述浆液槽设置在所述处理塔底部，并与所述处理塔连通，所述处理塔由下至上依次分为第一处理段、第二处理段和第三处理段，所述第一处理段与第二处理段间设有第一集液升气装置，所述第二处理段与第三处理段间设有第二集液升气装置，所述第一处理段设有废气进入口，所述第一处理段用于脱除废气中的二氧化硫气体，所述第二处理段用于氧化废气中的一氧化氮气体，使其转化成二氧化氮，所述第三处理段用于脱除废气中的氮氧化物，并将处理后的气体排出所述处理塔，

所述第一处理段和第三处理段通过第一循环泵与所述浆液槽连通，所述第二处理段通过第二循环泵与一氧化剂储罐连通，所述氧化剂储罐与所述第二处理段形成一个闭式循环，

所述第三处理段还通过第一循环管路与一循环罐连通，所述循环罐用于收集所述第三处理段内的吸收液，所述循环罐上设有加药装置，所述循环罐通过第二循环管路与所述浆液槽连通，

所述装置还包括太阳能发电单元，所述太阳能发电单元与所述第一循环泵和第二循环泵电连接。

进一步地，所述第一处理段内设有第一喷淋吸收装置，所述第二处理段内设有第二喷淋吸收装置，所述第三处理段内设有第三喷淋吸收装置，所述第三喷淋吸收装置包括设置在所述第二集液升气装置上部的微通道吸收装置，所述微通道吸收装置上设有中空的喷淋板，所述喷淋板与所述第一循环泵的出口通过第一喷淋管路连通，所述第一循环泵通过第一喷淋管路将所述浆液槽内的浆液泵送至所述喷淋板，浆液经喷淋板喷射到所述微通道吸收装置内。

进一步地，所述第一喷淋吸收装置包括第一喷淋管和填料层，所述第一喷淋管设置在所述填料层上部，所述第一喷淋管与所述第一循环泵的出口通过第二喷淋管路连通，所述第一循环泵通过第二喷淋管路将所述浆液槽内的浆液泵送至所述第一喷淋管，浆液经第一喷淋管喷射至所述第一处理段内。

进一步地，所述废气进入口设置为与水平方向呈10～30°角。

进一步地，所述处理塔在靠近废气排出口处设有除雾装置，所述除雾装置包括除雾器本体和自动冲洗系统，所述自动冲洗系统包括设置在所述除雾器本体上部和下部的喷淋管以及与所述喷淋管连通的工业水箱。

进一步地，所述浆液槽与所述第一循环泵的入口通过第一吸入管路连通，所述第一吸入管路上分出第一支路，所述第一支路的一端连接所述第一吸入管路，其另一端与所述循环罐连接，所述第一支路上分出第二支路，所述第二支路用于连通新鲜脱硫浆液制备罐。

本发明的第二方面还提供一种多段式废气处理方法，该废气处理方法利用上述第一方面提供的任意一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置，该方法具体包括以下步骤：

1)待处理废气进入第一处理段，在第一处理段内待处理废气与脱硫剂接触，脱硫剂吸收待处理废气中的部分二氧化硫，得到脱硫浆液；

2)经过第一处理段处理后的废气进入第二处理段内进行液相氧化和部分吸收，使得废气中的一氧化氮氧化成二氧化氮；

3)经过第二处理段处理后的废气进入第三处理段，在第三处理段将经过氧化后的废气与步骤1)中的脱硫浆液接触，所述脱硫浆液吸收废气中二氧化氮以及余下的二氧化硫。

来自锅炉烟道的烟气中含有大量的二氧化硫和氮氧化物，氮氧化物主要以一氧化氮为主，一氧化氮不容易被吸收，当其氧化成高价态的氮氧化物如二氧化氮时更容易被吸收，首先通过脱硫剂对烟气进行一级吸收，去除烟气中大部分的二氧化硫，同时脱硫剂吸收烟气中的二氧化硫后得到富含亚硫酸根的脱硫浆液，然后再对烟气进行高效液相氧化，将烟气中的一氧化氮氧化成二氧化氮，部分被氧化剂吸收形成硝酸盐浆液，该硝酸盐通过后续处理后可得到副产品如肥料等，以亚氯酸盐作氧化剂为例，具体的氧化反应的反应方程式如下：

2NO+ClO₂ ^-→2NO₂+Cl

4NO₂+ClO₂ ^-+4OH^-→4NO3-+Cl-+2H2O

NO+ClO₂ ^-→NO₂+ClO

NO+ClO^-→NO₂+Cl

2NO₂+ClO₂ ^-+2OH^-→2NO₃ ^-+ClO^-+2H2O

最后利用一级脱硫后的脱硫浆液对烟气进行二级吸收，去除烟气中的二氧化氮和余下的二氧化硫，形成硫酸盐浆液，该硫酸盐浆液经过后续处理后得到副产物如石膏，二级吸收时吸收二氧化氮的反应方程式如下：

4SO₃ ^2-+2NO₂+→N₂+4SO₄ ^2-

本发明所述的脱硫剂为氨水、海水、氢氧化镁或石灰石浆液，脱硫剂的pH值及液气比根据烟气中二氧化硫的含量及所选脱硫剂种类设置，作为一种优选的技术方案，所述的脱硫剂选择氢氧化钙或石灰石浆液。所述氧化剂储罐所使用的氧化剂为双氧水、亚氯酸盐和次氯酸盐中的至少一种的水溶液；所述的亚氯酸盐可选用亚氯酸钠、次氯酸盐可选用次氯酸钠、次氯酸钙中的至少一种。

但在实际尾气处理过程中往往存在NO氧化不充分，氧化剂用量过大的缺陷，针对上述缺陷，本发明进一步地，在所述废气处理装置的第二处理阶段载有NO氧化催化剂，所述催化剂为固载离子液体低温脱硝催化剂，包括1-60％重量份的活性组分和40％-99％重量份的载体，所述的活性组分为包含Mg或Al离子的聚醚类离子液体。

所述载体选自对NO具有较强吸附力的MFI、ERI和MOR型分子筛，特别优选的是13X和Hβ分子筛。

所述聚醚类离子液体具有如下结构式：

[R¹(OCH₂CH₂)_mCH₂CH₂NR² ₃]⁺·X^-

式中R¹为C1-6的烷基，R²为C2-6的羟基烷基，所述R²彼此之间可以相同也可以不同。

所述NO氧化催化剂的制备方法为：将活性金属和离子液体分散于溶剂中形成溶液，再讲载体浸入该溶液中，室温下搅拌溶液18-24小时后，过滤掉浸渍的溶液，最后，将浸渍后的载体至于正空干燥箱中100℃下真空干燥8-12小时以出去溶剂得到固载离子液体低温脱硝催化剂。

催化剂活性组分为活性金属Mg和Al形成的聚醚类离子液体形成的微环境，可有效地防止活性组分与水份的接触，反应过程中活性组分不易流失，从而提高了催化剂的使用寿命；离子液体具有不易挥发、热稳定性高等特点，将离子液体与对NO具有较强吸附能力的分子筛材料结合起来，不仅保持了离子液体高催化活性还使得活性组分高度分散，活性组分均匀地分布在载体表面能有效防止活性组分的团聚，催化剂的比表面大，催化活性高，反应选择性好。

本发明的一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置及方法，具有如下有益效果：

本发明将脱硫脱硝其集成在一个处理塔中，使得脱硫工段与脱硝工段即相互独立又相互关联，大大的简化了工艺流程，缩小了设备的占地面积，降低了投资费用。

在脱硝氧化之前首先脱除废气中的二氧化硫，去除大部分的二氧化硫后再进行脱硝氧化，可减少氧化剂和二氧化硫的副反应，从而降低氧化剂的耗量，节省运行费用。

在第三处理阶段采用微通道吸收装置以及与该装置配合使用的喷淋板，从而大大增加了废气与吸收液的接触面积，延长了废气与吸收液的接触时间，有利于充分脱除二氧化氮，提高了脱硝率。

通过在第二处理阶段加装具有高催化活性的固载型离子液体脱硝催化剂，在降低了氧化剂使用量的同时还大大高了脱硝率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。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它附图。

图1是本发明一实施例提供的以太阳能为动力的多段式废气处理装置的结构示意图；

图中：1-处理塔，2-浆液槽，3-第一循环泵，4-第二循环泵，5-氧化剂罐，6-循环罐，7-新鲜脱硫浆液制备罐，8-太阳能发电单元，9-加药装置，10-废气进入口，11-第一处理段，12-第二处理段，13-第三处理段，14-第一集液升气装置，15-第二集液升气装置，16-除沫装置，17-废气排出口，61-第一循环管路，62-第二循环管路，111-第一喷淋管，112-填料层，131-微通道吸收装置，132-喷淋板，161-除沫器本体，162-自动冲洗系统，162a-喷淋管，163-工业水箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本实施例提供一种脱硫脱硝效率高、运行成本低的以太阳能为动力的多段式废气处理装置，具体的，请参见图1。

如图1所示，该多段式废气处理装置包括处理塔1和浆液槽2，所述浆液槽2设置在所述处理塔底部1，并与所述处理塔1连通。

所述处理塔1由下至上依次分为第一处理段11、第二处理段12和第三处理段13，所述第一处理段11与第二处理段12间设有第一集液升气装置14，所述第二处理段12与第三处理段13间设有第二集液升气装置15。

所述第一处理段11设有废气进入口10，所述第一处理段11用于脱除废气中的二氧化硫气体。在一个实施方式中，废气进入口10设置为与水平方向呈10～30°角，如此设置，即可以保证废气的均匀分布，也可以保证喷淋液不出现回流现象，使得处理塔1内的废气能够有足够的停留时间。

所述第二处理段12用于氧化废气中的一氧化氮气体，使其转化成二氧化氮，所述第三处理段13用于脱除废气中的氮氧化物，并将处理后的气体排出所述处理塔。

所述第一处理段11和第三处理段13通过第一循环泵3与所述浆液槽2连通，所述第二处理段12通过第二循环泵4与一氧化剂储罐5连通，所述氧化剂储罐5与所述第二处理段12形成一个闭式循环，采用闭路循环可以提升氧化剂的使用率，降低成本。

所述第三处理段13还通过第一循环管路61与一循环罐6连通，所述循环罐6用于收集所述第三处理段13内的吸收液，所述循环罐6上设有加药装置9，所述循环罐6通过第二循环管路62与所述浆液槽2连通。

所述装置还包括太阳能发电单元8，所述太阳能发电单元8与所述第一循环泵3和第二循环泵4电连接，用于向第一循环泵3和第二循环泵4提供动力电。当然，可以理解的，该太阳能发电单元8还可以向其他需要消耗动力电的设备提供动力电。

在一个实施方式中，所述第一处理段11内设有第一喷淋吸收装置，所述第二处理段12内设有第二喷淋吸收装置，所述第三处理段13内设有第三喷淋吸收装置。通过上述相应的喷淋吸收装置将液相的吸收液雾化，增加吸收效率。

所述第三喷淋吸收装置包括设置在所述第二集液升气装置15上部的微通道吸收装置131，所述微通道吸收装置131上设有中空的喷淋板132，所述喷淋板132与所述第一循环泵3的出口通过第一喷淋管路31连通，所述第一循环泵3通过第一喷淋管路31将所述浆液槽2内的浆液泵送至所述喷淋板132，浆液经喷淋板132喷射到所述微通道吸收装置131内。通过微通道吸收装置131的设置大大增加了吸收液与废气的接触面积和接触时间，从而能够有效的促进传质，有利于提高脱硫脱硝的效率。

所述第一喷淋吸收装置包括第一喷淋管111和填料层112，所述第一喷淋管111设置在所述填料层112上部，所述第一喷淋管111与所述第一循环泵3的出口通过第二喷淋管路32连通，所述第一循环泵3通过第二喷淋管路32将所述浆液槽2内的浆液泵送至所述第一喷淋管111，浆液经第一喷淋管11喷射至所述第一处理段11内。

在一个实施方式中，所述处理塔1在靠近废气排出口17处设有除雾装置，所述除雾装置包括除雾器本体161和自动冲洗系统，所述自动冲洗系统包括设置在所述除雾器本体161上部和下部的喷淋管162a以及与所述喷淋管162a连通的工业水箱163。除沫装置的设置保证了处理塔1的正常运行，并保证了在出现紧急情况下，有工艺水可用。

在一个实施方式中，所述浆液槽2与所述第一循环泵3的入口通过第一吸入管路33连通，所述第一吸入管路33上分出第一支路34，所述第一支路34的一端连接所述第一吸入管路33，其另一端与所述循环罐6连接，所述第一支路34上分出第二支路35，所述第二支路35用于连通新鲜脱硫浆液制备罐7。

本实施例将脱硫脱硝其集成在一个处理塔中，使得脱硫工段与脱硝工段即相互独立又相互关联，大大的简化了工艺流程，缩小了设备的占地面积，降低了投资费用。

在第三处理阶段采用微通道吸收装置以及与该装置配合使用的喷淋板，从而大大增加了废气与吸收液的接触面积，延长了废气与吸收液的接触时间，有利于充分脱除二氧化氮，提高了脱硝率。

实施例2

本实施例提供一种多段式废气处理方法，具体为烟气的处理方法，该方法利用实施例中的任意一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置，具体的，该方法包括以下步骤：

1)待处理废气进入第一处理段，在第一处理段内待处理废气与脱硫剂接触，脱硫剂吸收待处理废气中的部分二氧化硫，得到脱硫浆液；

2)经过第一处理段处理后的废气进入第二处理段内进行液相氧化和部分吸收，使得废气中的一氧化氮氧化成二氧化氮；

3)经过第二处理段处理后的废气进入第三处理段，在第三处理段将经过氧化后的废气与步骤1)中的脱硫浆液接触，所述脱硫浆液吸收废气中二氧化氮以及余下的二氧化硫。

具体的，除尘后的烟气经引风机输送至处理塔1，在处理塔1的第一处理段11内进行脱硫环节，脱硫浆液会与SO₂以及细尘之间产生充分的吸收和传质，并在通过第二处理段12完成氧化环节后，利用集液升气装置向第三处理段13的脱硝环节输送，与自上而下的脱硝液在微通道吸收装置内产生逆向接触，充分消除烟气中的氮氧化物，最后再利用除雾装置进行烟气中水和雾的脱除并由处理塔1的废气排出口17排出。在第二处理段内，由氧化剂罐5喷入的氧化剂将烟气中的一氧化氮氧化为二氧化氮。

来自锅炉烟道的烟气中含有大量的二氧化硫和氮氧化物，氮氧化物主要以一氧化氮为主，一氧化氮不容易被吸收，当其氧化成高价态的氮氧化物如二氧化氮时更容易被吸收，首先通过脱硫剂对烟气进行一级吸收，去除烟气中大部分的二氧化硫，同时脱硫剂吸收烟气中的二氧化硫后得到富含亚硫酸根的脱硫浆液，然后再对烟气进行高效液相氧化，将烟气中的一氧化氮氧化成二氧化氮，部分被氧化剂吸收形成硝酸盐浆液，该硝酸盐通过后续处理后可得到副产品如肥料等，以亚氯酸盐作氧化剂为例，具体的氧化反应的反应方程式如下：

2NO+ClO₂ ^-→2NO₂+Cl

4NO₂+ClO₂ ^-+4OH^-→4NO3-+Cl-+2H2O

NO+ClO₂ ^-→NO₂+ClO

NO+ClO^-→NO₂+Cl

2NO₂+ClO₂ ^-+2OH^-→2NO₃ ^-+ClO^-+2H2O

最后利用一级脱硫后的脱硫浆液对烟气进行二级吸收，去除烟气中的二氧化氮和余下的二氧化硫，形成硫酸盐浆液，该硫酸盐浆液经过后续处理后得到副产物如石膏，二级吸收时吸收二氧化氮的反应方程式如下：

4SO₃ ^2-+2NO₂+→N₂+4SO₄ ^2-

本实施例所述的脱硫剂为氨水、海水、氢氧化镁或石灰石浆液，脱硫剂的pH值及液气比根据烟气中二氧化硫的含量及所选脱硫剂种类设置，作为一种优选的技术方案，所述的脱硫剂选择氢氧化钙或石灰石浆液。所述氧化剂储罐所使用的氧化剂为双氧水、亚氯酸盐和次氯酸盐中的至少一种的水溶液；所述的亚氯酸盐可选用亚氯酸钠、次氯酸盐可选用次氯酸钠、次氯酸钙中的至少一种。

但在实际尾气处理过程中往往存在NO氧化不充分，氧化剂用量过大的缺陷，针对上述缺陷，本发明进一步地，在所述废气处理装置的第二处理段载有NO氧化催化剂，所述催化剂为固载离子液体低温脱硝催化剂，包括1-60％重量份的活性组分和40％-99％重量份的载体，所述的活性组分为包含Mg或Al离子的聚醚类离子液体。

所述载体选自对NO具有较强吸附力的MFI、ERI和MOR型分子筛，特别优选的是13X和Hβ分子筛。

所述聚醚类离子液体具有如下结构式：

[R¹(OCH₂CH₂)_mCH₂CH₂NR² ₃]⁺·X^-

式中R¹为C1-6的烷基，R²为C2-6的羟基烷基，所述R²彼此之间可以相同也可以不同。

所述NO氧化催化剂的制备方法为：将活性金属和离子液体分散于溶剂中形成溶液，再讲载体浸入该溶液中，室温下搅拌溶液18-24小时后，过滤掉浸渍的溶液，最后，将浸渍后的载体至于正空干燥箱中100℃下真空干燥8-12小时以出去溶剂得到固载离子液体低温脱硝催化剂。

催化剂活性组分为活性金属Mg和Al形成的聚醚类离子液体形成的微环境，可有效地防止活性组分与水份的接触，反应过程中活性组分不易流失，从而提高了催化剂的使用寿命；离子液体具有不易挥发、热稳定性高等特点，将离子液体与对NO具有较强吸附能力的分子筛材料结合起来，不仅保持了离子液体高催化活性还使得活性组分高度分散，活性组分均匀地分布在载体表面能有效防止活性组分的团聚，催化剂的比表面大，催化活性高，反应选择性好。

本实施例在脱硫环节中，浆液中还会出现亚硫酸盐，这类生成物会随浆液回到处理塔1底部的浆液槽2中，并在第一循环泵3的作用下经第二喷淋管路32重新循环至脱硫环节进行脱硫，而浆液槽2的剩余部分则会在第一循环泵3的作用下经第一喷淋管路31传送至脱硝环节进行脱硝。脱硝环节产生的吸收液则通过第一循环管路61进入循环罐6中，通过加药装置9向循环罐6中加入适量的药物以促进氮氧化物的脱除。循环罐6的底部通过第二循环管路62与浆液槽2连通，从而可以将循环罐6内的浆液输送至浆液槽2内，继续上述循环。通过第一支路34和第二支路35可以及时向循环罐6内补充新鲜的脱硫浆液，该新鲜的脱硫浆液通过第二循环管路62进入浆液槽2内。在循环罐6内，浆液和药物以及新加的新型浆液可以充分个你等的混合。

实施例3

聚醚类离子液体的制备：单氯代聚乙二醇(M＝500)和三乙醇胺按摩尔比1:1.1加入反应器中，使用甲苯作为溶剂，在氮气氛下，搅拌回流反应96小时，停止反应，分别用丙酮、乙酸乙酯和乙醚洗涤，洗涤几次后真空干燥得到PEG-TEA离子液体；

固载型离子液体低温脱硝催化剂的制备上：在氮气保护下，向上诉PEG-TEA离子液体中加入等摩尔量的AlCl₃搅拌反应6h后，加入一定量乙醇，待离子液体全部溶解后加入一定量的13X分子筛，室温搅拌过夜，过滤，置于真空干燥箱150摄氏度下真空干燥12h，所得固体经粉碎，过30-60目筛得到固载型离子液体催化剂颗粒。

实施例4

聚醚类离子液体的制备：单氯代聚乙二醇(M＝500)和三乙醇胺按摩尔比1:1.1加入反应器中，使用甲苯作为溶剂，在氮气氛下，搅拌回流反应96小时，停止反应，分别用丙酮、乙酸乙酯和乙醚洗涤，洗涤几次后真空干燥得到PEG-TEA离子液体；

固载性离子液体低温脱硝催化剂的制备上：在氮气保护下，向上诉PEG-TEA离子液体中加入等摩尔量的MgCl₂搅拌反应6h后，加入一定量乙醇，待离子液体全部溶解后加入按重量比1:2的Hβ分子筛，室温搅拌过夜，过滤，置于真空干燥箱150℃下真空干燥12h，，过30-60目筛得到固载型离子液体催化剂颗粒。

实施例5

按图1所示装置，在第二处理阶段装载3kg实施例3所制备的固载离子液体催化剂，在8m³/h规模的实验模拟装置上模拟烟气脱硫脱硝过程。烟气量8m³/h，烟气组分如下：O₂为8％，SO₂为3000ppm，NO为4×10⁴ppm，其余为氮气，烟气温度100℃，压力1个大气压。使用质量分数为10％的亚氯酸钠水溶液作为氧化剂，使质量浓度为17％的氨水作为脱硫剂，液相氧化的液气比为2L/m³，利用本发明的废气处理工艺，进行脱硫脱硝。经检测，总体脱硫效率99.6％，脱硝效率可达98.5％。

实施例6

按图1所示装置，在第二处理阶段装载3kg实施例4所制备的固载离子液体催化剂，其余操作同实施例5，利用本发明的废气处理工艺，进行脱硫脱硝。经检测，总体脱硫效率99.3％，脱硝效率可达98.0％。

对比例1

按图1所示装置，在第二处理阶段装载3kg 13X分子筛，其余操作同实施例5，利用本发明的废气处理工艺，进行脱硫脱硝。经检测，总体脱硫效率95％，脱硝效率可达70％。

对比例2

按图1所示装置，在第二处理阶段装载3kg Hβ分子筛，其余操作同实施例5，利用本发明的废气处理工艺，进行脱硫脱硝。经检测，总体脱硫效率97％，脱硝效率可达76％。

对比例3

按图1所示装置，在第二处理阶段不装载任何催化剂，其余操作同实施例5，利用本发明的废气处理工艺，进行脱硫脱硝。经检测，总体脱硫效率94％，脱硝效率可达76％。

本发明的一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置及方法，具有如下有益效果：

本发明将脱硫脱硝其集成在一个处理塔中，使得脱硫工段与脱硝工段即相互独立又相互关联，大大的简化了工艺流程，缩小了设备的占地面积，降低了投资费用。

在脱硝氧化之前首先脱除废气中的二氧化硫，去除大部分的二氧化硫后再进行脱硝氧化，可减少氧化剂和二氧化硫的副反应，从而降低氧化剂的耗量，节省运行费用。

在第三处理阶段采用微通道吸收装置以及与该装置配合使用的喷淋板，从而大大增加了废气与吸收液的接触面积，延长了废气与吸收液的接触时间，有利于充分脱除二氧化氮，提高了脱硝率。

通过在第二处理段加装本发明所提供的具有高催化活性的固载型离子液体脱硝催化剂相比仅仅加载分子筛以及不加载任何催化剂的情况，在相同的操作条件下，不仅降低了氧化剂使用量的同时还大大高了脱硝率。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (7)

1.一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置，包括处理塔和浆液槽，所述浆液槽设置在所述处理塔底部，并与所述处理塔连通，其特征在于，所述处理塔由下至上依次分为第一处理段、第二处理段和第三处理段，所述第一处理段与第二处理段间设有第一集液升气装置，所述第二处理段与第三处理段间设有第二集液升气装置，所述第一处理段设有废气进入口，所述第一处理段用于脱除废气中的二氧化硫气体，所述第二处理段用于氧化废气中的一氧化氮气体，使其转化成二氧化氮，所述第三处理段用于脱除废气中的氮氧化物，并将处理后的气体排出所述处理塔，

所述第一处理段和第三处理段通过第一循环泵与所述浆液槽连通，所述第二处理段通过第二循环泵与一氧化剂储罐连通，所述氧化剂储罐与所述第二处理段形成一个闭式循环，

所述第三处理段还通过第一循环管路与一循环罐连通，所述循环罐用于收集所述第三处理段内的吸收液，所述循环罐上设有加药装置，所述循环罐通过第二循环管路与所述浆液槽连通，

所述装置还包括太阳能发电单元，所述太阳能发电单元与所述第一循环泵和第二循环泵电连接。

2.根据权利要求1所述的一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置，其特征在于，所述第一处理段内设有第一喷淋吸收装置，所述第二处理段内设有第二喷淋吸收装置，所述第三处理段内设有第三喷淋吸收装置，所述第三喷淋吸收装置包括设置在所述第二集液升气装置上部的微通道吸收装置，所述微通道吸收装置上设有中空的喷淋板，所述喷淋板与所述第一循环泵的出口通过第一喷淋管路连通，所述第一循环泵通过第一喷淋管路将所述浆液槽内的浆液泵送至所述喷淋板，浆液经喷淋板喷射到所述微通道吸收装置内。

3.根据权利要求2所述的一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置，其特征在于，所述第一喷淋吸收装置包括第一喷淋管和填料层，所述第一喷淋管设置在所述填料层上部，所述第一喷淋管与所述第一循环泵的出口通过第二喷淋管路连通，所述第一循环泵通过第二喷淋管路将所述浆液槽内的浆液泵送至所述第一喷淋管，浆液经第一喷淋管喷射至所述第一处理段内。

4.根据权利要求1所述的一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置，其特征在于，所述废气进入口设置为与水平方向呈10～30°角。

5.根据权利要求1所述的一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置，其特征在于，所述处理塔在靠近废气排出口处设有除雾装置，所述除雾装置包括除雾器本体和自动冲洗系统，所述自动冲洗系统包括设置在所述除雾器本体上部和下部的喷淋管以及与所述喷淋管连通的工业水箱。

6.根据权利要求1所述的一种以太阳能为动力的多段式废气处理装置，其特征在于，所述浆液槽与所述第一循环泵的入口通过第一吸入管路连通，所述第一吸入管路上分出第一支路，所述第一支路的一端连接所述第一吸入管路，其另一端与所述循环罐连接，所述第一支路上分出第二支路，所述第二支路用于连通新鲜脱硫浆液制备罐。

7.一种多段式废气处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)待处理废气进入第一处理段，在第一处理段内待处理废气与脱硫剂接触，脱硫剂吸收待处理废气中的部分二氧化硫，得到脱硫浆液；

2)经过第一处理段处理后的废气进入第二处理段内进行液相氧化和部分吸收，使得废气中的一氧化氮氧化成二氧化氮；

3)经过第二处理段处理后的废气进入第三处理段，在第三处理段将经过氧化后的废气与步骤1)中的脱硫浆液接触，所述脱硫浆液吸收废气中二氧化氮以及余下的二氧化硫。