CN107551810A - 低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，在低温光催化条件下让含有二氧化硫和一氧化氮气体的烟气通过自氧化还原催化剂，使二氧化硫和一氧化氮之间发生自氧化还原反应，二氧化硫转化为硫，一氧化氮转化为二氧化氮，其中，所述自氧化还原催化剂以二氧化钛多孔陶瓷为载体。本发明对实现烟气催化同时脱硫脱硝的大规模工业化应用具有重大意义，催化组件采用二氧化钛多孔陶瓷，具有耐酸、耐碱、耐高温以及抗冲击能力强等特点。

Description

低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法

技术领域

本发明涉及废气处理领域，具体涉及一种低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法。

背景技术

烟气同时脱硫脱硝是目前环保领域急需解决的问题之一。目前同时脱硫脱硝技术分为3类：(1)选择性催化还原法，就是利用催化还原剂还原SO2为单质硫和/或还原NOx为N2，尾气吸收后达到排放标准，实现同时脱硫脱硝；(2)氧化吸收法，利用各种强氧化剂如NaClO2、ClO2、HClO3、KMnO4等，将不溶于水的NO氧化生成NO 2，从而与SO2在后期碱液中同时被吸收，达到同时脱硫脱硝的目的； (3)自氧化还原同时脱硫脱硝法，利用SO2与NO或NO2发生自氧化还原反应生成N2和SO 3，尾气碱液吸收后排放，达到以废治废并回收利用相关产品的目的。氧化法同时脱硫脱硝通常采用的氧化剂价格比较昂贵，且脱硫脱硝产物难于分离，利用价值不大；而还原法同时脱硫脱硝工艺温度高，催化剂价格比较昂贵，产物难于回收利用；自氧化还原同时脱硫脱硝法将SO2与NO反应生成N 2和SO3是目前新技术之一，但温度仍然较高，温度越高，效果越好，最低不能低于 200℃，否则无法激发催化剂释放电子和空位起到氧化还原的作用。因此，利用低温光催化技术以废治废降低成本达到同时脱硫脱硝是今后烟气环保领域的新方向之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的发明目的在于提供一种低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法。

为实现上述发明目的，本发明提供以下的技术方案：一种低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，在低温光催化条件下让含有二氧化硫和一氧化氮气体的烟气通过自氧化还原催化剂，使二氧化硫和一氧化氮之间发生自氧化还原反应，二氧化硫转化为硫，一氧化氮转化为二氧化氮，其中，所述自氧化还原催化剂以二氧化钛多孔陶瓷为载体。

上述技术方案中，若干所述二氧化钛多孔陶瓷平行设置并集成为一催化组件。

上述技术方案中，若干所述二氧化钛多孔陶瓷的入口与一进气腔室连通，若干所述二氧化钛多孔陶瓷的出口与一出气腔室连通。

上述技术方案中，通过高速气流带动含有二氧化硫和一氧化氮气体的烟气进入所述二氧化钛多孔陶瓷的进口。

上述技术方案中，所述二氧化钛多孔陶瓷的孔径为0.05-0.5微米。

上述技术方案中，通过高速气流自所述二氧化钛多孔陶瓷的出口反吹所述二氧化钛多孔陶瓷的滤孔。

上述技术方案中，所述低温为80-300℃。

上述技术方案中，光为紫外光或可见光。

上述技术方案中，所述烟气脱硫脱硝方法的具体过程为：将自氧化还原催化剂置入管式炉中进行加热，并配备光源进行照射，烟气通过自氧化还原催化剂。

上述技术方案中，二氧化硫转化为硫，经冷却后回收单质，一氧化氮转化为二氧化氮，经碱液吸收后回收利用。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

(1)本发明在特定的自氧化还原催化剂和光催化条件下发生的自氧化还原反应是2NO+SO2→S+2NO 2，脱硫效率为95％以上；脱硝效率70％以上，单质硫回收率95％以上，NO2回收率97％以上。可以达到以废治废光催化自氧化还原同时脱硫脱硝的目的，并可回收高附加值产品，尾气也能达到现行排放标准，为下一步开展工程化烟气处理试验提供支持。本发明对实现烟气催化同时脱硫脱硝的大规模工业化应用具有重大意义，催化组件采用二氧化钛多孔陶瓷，具有耐酸、耐碱、耐高温以及抗冲击能力强等特点；

(2)本发明的二氧化钛多孔陶瓷可进行反吹清理，无须取出，可在线清洗；

(3)本发明的二氧化钛多孔陶瓷的孔径设置为0.05-0.5微米，烟气经过二氧化钛多孔陶瓷时，绝大部分的烟气可与催化剂接触；

(4)本发明的二氧化钛多孔陶瓷组件产品设计采用模块集成模式，可更有效的利用空间，可自由调整组件组合方式适用于新建和改造项目，及地下作业等空间要求较高的项目工程。。

具体实施方式

结合实施例对本发明作进一步描述：

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

在管式电阻炉的反应器中装入100g氧化还原催化剂(二氧化钛多孔陶瓷负载MnO2，其中，二氧化钛多孔陶瓷和MnO 2摩尔比为2:1)，先通氮气5分钟，然后开始升温，同时通入氮气，升温到180℃时通入混合气体(二氧化硫体积百分比为20％，一氧化氮体积百分比为40％，其余为氮气)，其空速为3000mL/(g·h)，通气时间30分钟，同时利用300W的一个氙灯照射，尾气经过烟气分析仪检测，单质硫和碳以重量法计算。脱硫效率为96.3％；脱硝效率73.4％；单质硫回收率96.7％以上，NO2回收率98.1％，说明具有较好的低温光催化自氧化还原同时脱硫脱硝的效果。

一种实施方式中，若干二氧化钛多孔陶瓷平行设置并集成为一催化组件。

一种实施方式中，若干二氧化钛多孔陶瓷的入口与一进气腔室连通，若干所述二氧化钛多孔陶瓷的出口与一出气腔室连通。

一种实施方式中，通过高速气流带动含有二氧化硫和一氧化氮气体的烟气进入二氧化钛多孔陶瓷的进口。

一种实施方式中，二氧化钛多孔陶瓷的滤孔孔径为0.05-0.5微米。

一种实施方式中，通过高速气流自二氧化钛多孔陶瓷的出口反吹所述二氧化钛多孔陶瓷的滤孔。

一种实施方式中，低温为80-300℃。

一种实施方式中，光为紫外光或可见光。

一种实施方式中，烟气脱硫脱硝方法的具体过程为：将自氧化还原催化剂置入管式炉中进行加热，并配备光源进行照射，烟气通过自氧化还原催化剂。

一种实施方式中，二氧化硫转化为硫，经冷却后回收单质，一氧化氮转化为二氧化氮，经碱液吸收后回收利用。

二氧化钛多孔陶瓷的外形尺寸为：长1000mm，宽250mm,厚度：6mm，过滤孔径：0.05–0.5微米，膜通量：20-200L(m2·hr)，膜负压：0-0.5MPa。经过二氧化钛多孔陶瓷过滤后，出水水质达到 SDI指数≤2，浊度≤0.2NTU,CODCr≤50ppm.

每隔20分钟进行反吹。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致。

Claims (10)

1.一种低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，在低温光催化条件下让含有二氧化硫和一氧化氮气体的烟气通过自氧化还原催化剂，使二氧化硫和一氧化氮之间发生自氧化还原反应，二氧化硫转化为硫，一氧化氮转化为二氧化氮，其中，所述自氧化还原催化剂以二氧化钛多孔陶瓷为载体。

2.根据权利要求1所述的低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，若干所述二氧化钛多孔陶瓷平行设置并集成为一催化组件。

3.根据权利要求2所述的低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，若干所述二氧化钛多孔陶瓷的入口与一进气腔室连通，若干所述二氧化钛多孔陶瓷的出口与一出气腔室连通。

4.根据权利要求1所述的低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，通过高速气流带动含有二氧化硫和一氧化氮气体的烟气进入所述二氧化钛多孔陶瓷的进口。

5.根据权利要求1所述的低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，所述二氧化钛多孔陶瓷的滤孔孔径为0.05-0.5微米。

6.根据权利要求1所述的低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，通过高速气流自所述二氧化钛多孔陶瓷的出口反吹所述二氧化钛多孔陶瓷的滤孔。

7.根据权利要求1所述的低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，所述低温为80-300℃。

8.根据权利要求1所述的低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，光为紫外光或可见光。

9.根据权利要求1所述的低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，所述烟气脱硫脱硝方法的具体过程为：将自氧化还原催化剂置入管式炉中进行加热，并配备光源进行照射，烟气通过自氧化还原催化剂。

10.根据权利要求1所述的低温光催化自氧化还原的烟气脱硫脱硝方法，其特征在于，二氧化硫转化为硫，经冷却后回收单质，一氧化氮转化为二氧化氮，经碱液吸收后回收利用。