CN107715666B - 一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除方法及系统 - Google Patents

一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于烟气净化领域，具体涉及一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除方法及系统;来自排放源的含硫化氢的烟气经除尘冷却后，采用臭氧在烟道中预先氧化一部分硫化氢为硫酸，微波活化可磁性分离催化剂在微波喷淋反应器中活化过硫酸盐产生羟基和硫酸根自由基将余下的硫化氢氧化吸收为硫酸溶液，产生的硫酸溶液首先进入催化剂磁力分离塔中进行磁力分离回收再生，硫酸溶液进入中和塔产生硫酸铵溶液，最后进入蒸发结晶分离塔，采用高温烟气余热利用系统蒸发结晶后获得固态硫酸铵肥料；该系统能够实现硫化氢的100%脱除，且脱除产物可实现资源化利用，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除方法及 系统
技术领域
本发明属于烟气净化领域，具体涉及一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除方法及系统。
背景技术
硫化氢(H2S)是一种高刺激性的剧毒气体。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科技人员关注的热点问题。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，废气中硫化氢的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，导致脱除过程无法满足日益严格的环保要求。综上所述，目前还没有一种稳定可靠﹑经济有效，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意义和现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷，提供一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除系统。
所述系统包括除尘器、冷却器、催化剂磁力分离塔、臭氧发生器、微波喷淋反应器、烟道和风机；其中，所述除尘器、冷却器、微波喷淋反应器和风机通过烟道依次串联，臭氧发生器位于冷却器与微波喷淋反应器中间，通过烟道连接；所述的微波喷淋反应器包括雾化喷嘴﹑微波发射器﹑微波喷淋反应区﹑鼓泡器﹑烟气入口﹑烟气出口﹑补充溶液入口﹑反应溶液出口﹑溶液储存区﹑溶液出口、循环泵﹑除雾器﹑溶液泵以及溶液/催化剂补充塔；所述微波喷淋反应区由两层以上雾化喷嘴构成的喷淋层组成，所述雾化喷嘴与微波发射器依次间隔布置；所述溶液储存区位于微波喷淋反应器的底部，溶液储存区设置有鼓泡器和溶液出口，所述烟气入口与鼓泡器连通；所述溶液出口通过循环泵与雾化喷嘴连通；所述微波喷淋反应器的底部设有补充溶液入口，所述补充溶液入口与通过溶液泵与溶液/ 催化剂补充塔连通；所述微波喷淋反应器的顶部还设置有除雾器，所述除雾器的顶面上设置有烟气出口；所述反应溶液出口与催化剂磁力分离塔连接。
所述系统还包括后处理系统，所述后处理系统包括依次串联的中和塔和蒸发结晶分离塔；所述中和塔还与催化剂磁力分离塔连接。
所述除尘器与冷却器之间的烟道上设置有烟气余热利用系统，利用烟气的余热为蒸发结晶分离塔提供热量。
所述臭氧发生器与微波喷淋反应器的距离为0.3m-12m之间。
所述微波喷淋反应器的横向截面为圆形或矩形，微波喷淋反应器的最佳高度H在0.2m-25m之间。
当微波喷淋反应器横向截面为圆形时，所述雾化喷嘴与微波发射器采用依次相邻的同心圆布置；雾化喷嘴与微波发射器间隔交叉布置在中心线上，且相邻两条中心线之间的夹角n位于10度-45度之间；相邻两个雾化喷嘴之间的间距与相邻两个微波发射器之间的间距相同为f，f的最佳间距位于0.1m-2.5m之间；所述微波发射器位于同心圆最外层，微波发射器与微波喷淋反应器壁面的间距为0.5f。
微波喷淋反应器横向截面为矩形时，所述雾化喷嘴与微波发射器依次间隔布置；所述微波反射器之间的间距为g，雾化喷嘴之间的间距的最佳间距为2g，g位于0.1m-2.5m之间；所述微波发射器与微波喷淋反应器壁面的间距为0.5g。
本发明还提供一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除方法，所述方法基于上述系统完成，具体按照如下步骤进行：
(1)来自排放源的含硫化氢的烟气经除尘冷却后，利用臭氧在烟道中预先氧化一部分硫化氢为硫酸；然后进入微波喷淋反应器；
(2)微波喷淋反应器中，来自微波发射器的微波激发来自雾化喷嘴的可磁性分离催化剂，活化来自雾化喷嘴的过硫酸盐溶液产生羟基和硫酸根自由基将余下的硫化氢氧化吸收为硫酸溶液；
(3)产生的硫酸溶液首先进入催化剂磁力分离塔中进行磁力分离回收催化剂，回收的催化剂进入溶液/催化剂补充塔进行循环利用；剩下溶液进入中和塔产生硫酸铵溶液，最后进入蒸发结晶分离塔，蒸发结晶后获得固态硫酸铵肥料。
所述臭氧的最佳投加浓度在40ppm-2000ppm之间。
所述微波喷淋反应器内的温度应控制在20-85℃；过硫酸盐溶液与烟气的有效液气比为2-20L/m3，过硫酸盐的有效浓度为0.02mol/L-2.5mol/L之间，溶液的pH位于0.2-10.1 之间。
所述雾化喷嘴喷出的雾化液滴粒径不大于150微米，微波喷淋反应器内的微波辐射功率密度为50W/m3-2500W/m3(微波辐射功率密度是指微波喷淋反应器内微波的输出功率与反应器空塔体积的比值，单位为瓦/立方米)。
所述可磁性分离催化剂的投加量按微波喷淋反应器体积的每立方米投加0.2-10kg，烟气中硫化氢的含量分别不高于20000ppm，其中，所述的可磁性分离催化剂包括CoFe2O4﹑CuFe2O4﹑MnFe2O4中的一种或两种以上之间重新组合形成的多金属复合催化剂。
所述的过硫酸盐是过硫酸铵﹑过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或两种以上的混合。
所述的排放源包括燃煤锅炉﹑工业窑路和垃圾焚烧炉。
本发明系统的反应过程基本原理：
(1)臭氧具有很强的氧化性，因此在烟道中投加臭氧后会发生如下(1)的氧化反应。通过该预氧化反应，废气中的H2S会被氧化为硫酸：
4O3+H2S→H2SO4+4O2 (1)
(2)微波(MW)激发可磁性分离催化剂(Catalyst)可有效催化分解过硫酸盐和臭氧产生高活性的硫酸根自由基和羟基。具体反应过程可通过如下方程(2)-(5)表示。如图1所示，我们采用电子自旋共振光普仪成功测定到了脱除系统中产生的硫酸根自由基和羟基自由基，从而证实了以上所述的基本原理。
Figure RE-GDA0001538426870000042
Figure RE-GDA0001538426870000043
·O+H2O→·OH+·OH(5)
(3)以上反应(2)-(5)产生的硫酸根自由基和羟基自由基具有超强的氧化性，能够将废气中的H2S最终氧化为硫酸。具体过程可用如下反应(6)-(7)表示。
2·OH+H2S→H2SO4+H2O (6)
Figure RE-GDA0001538426870000044
(4)为了重复利用催化剂和实现产物的可资源化利用，混合溶液在催化剂磁力分离塔中进行磁力分离以回收再生利用催化剂。剩下的硫溶液进入中和塔产生硫酸铵溶液。硫酸铵溶液最后进入蒸发结晶分离塔。采用高温烟气余热利用系统蒸发结晶后获得固态硫酸铵和硝酸铵肥料，从而实现产物的可资源化利用，防止二次污染。
本发明的优点及显著效果：
(1)与现有技术中利用碳酸钠吸收硫化氢，并用氧气再生的脱除方法和工艺相比较，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。
(2)与现有技术中利用铁系脱除剂催化分解硫化氢的方法及工艺相比较，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。
(3)与现有技术中利用离子液体捕获硫化氢的方法相比较，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。
(4)与现有技术中基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法相比较，该专利与本发明最大的区别在于它采用了紫外光作为激发源。但都知道，紫外光在水中和固体中的穿透距离极短。有相关报道表明，即使是在纯净水中，254nm短波紫外光的有效传播距离也仅有几厘米，而紫外光只能在固体浅表面发生反应，这会导致脱除装置难以大型化。此外，实际燃煤烟气中存在颗粒物等杂质会严重阻碍紫外光的传递，进而影响光化学脱除系统的安全高效运行。因此，以上不足严重制约了光化学脱除系统的工业应用。本发明所述微波活化脱除系统能够有效克服以上所述的技术难题。与紫外光不同的是，微波能够有效穿透固体和液体，且微波在溶液中的穿透距离比紫外光长的多(与微波炉加热食物相似)。此外，微波技术在工业和日常生活中已经获得大规模应用，具有很好的工程使用和实践经验。因此，微波活化自由基系统比紫外光活化系统具有高得多的工业化应用前景。本发明所述的系统能实现硫化氢的100％脱除率，且脱除产物可实现资源化利用，具有广阔的市场开发和应用前景。
附图说明
图1是微波激发可磁性分离催化剂催化分解过硫酸盐系统中的自由基测定结果图，光谱峰代表硫酸根自由基和羟基自由基)。
图2是本发明系统的工艺流程图。
图3是微波喷淋反应器结构图。
图4是微波喷淋反应器中雾化喷嘴与微波发射器的圆形截面布置图。
图5是微波喷淋反应器中雾化喷嘴和与微波发射器的矩形截面布置图。
1-排放源，2-烟道，3-除尘器，4-冷却器，5-臭氧发生器，6-微波喷淋反应器，7-风机， 8-烟囱，9-催化剂磁力分离塔，10-中和塔，11-蒸发结晶分离塔，12-烟气余热利用系统；
其中，601-溶液泵，602-溶液/催化剂补充塔，603-雾化喷嘴，604-微波喷淋反应器壁面，605-微波发射器，606-补充溶液入口，607-烟气入口，608-溶液储存区，609-鼓泡器，610-循环泵，611-除雾器，612-烟气出口，613-反应溶液出口，614-溶液出口。
其中，a-微波发射器布置线，b-雾化喷嘴布置线。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明，以便本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案。
本发明涉及一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除系统。来自排放源的含硫化氢的烟气经除尘冷却后，采用臭氧在烟道中预先氧化一部分硫化氢为硫酸。微波活化可磁性分离催化剂在微波喷淋反应器中活化过硫酸盐产生羟基和硫酸根自由基将余下的硫化氢氧化吸收为硫酸溶液。产生的硫酸溶液首先进入催化剂磁力分离塔中进行磁力分离回收再生。硫酸溶液进入中和塔产生硫酸铵溶液，最后进入蒸发结晶分离塔。采用高温烟气余热利用系统蒸发结晶后获得固态硫酸铵肥料。该系统能够实现硫化氢的100％脱除，且脱除产物可实现资源化利用，具有广阔的市场应用前景。
实施例1：
如图2和3所示，一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除系统；所述系统包括除尘器3、冷却器4、催化剂磁力分离塔9、臭氧发生器5、微波喷淋反应器6、烟道2和风机7；其中，所述除尘器3、冷却器4、微波喷淋反应器6和风机7通过烟道2依次串联，臭氧发生器5位于冷却器4与微波喷淋反应器6中间，通过烟道2连接；所述的微波喷淋反应器6包括雾化喷嘴603﹑微波发射器605﹑微波喷淋反应区﹑鼓泡器609﹑烟气入口607﹑烟气出口612﹑补充溶液入口606﹑反应溶液出口613﹑溶液储存区608﹑溶液出口614、循环泵610﹑除雾器611﹑溶液泵601以及溶液/催化剂补充塔602；所述微波喷淋反应区由两层以上雾化喷嘴603构成的喷淋层和微波发射器605组成，所述雾化喷嘴 603与微波发射器605依次间隔布置；所述溶液储存区608位于微波喷淋反应器6的底部，溶液储存区608设置有鼓泡器609和溶液出口614，所述烟气入口607与鼓泡器609连通；所述溶液出口614通过循环泵610与雾化喷嘴603连通；所述微波喷淋反应器6的底部设有补充溶液入口606，所述补充溶液入口606与通过溶液泵601与溶液/催化剂补充塔602 连通；所述微波喷淋反应器6的顶部还设置有除雾器611，所述除雾器611的顶面上设置有烟气出口612；所述反应溶液出口613与催化剂磁力分离塔9连接。
所述系统还包括后处理系统，所述后处理系统包括中和塔10和蒸发结晶分离塔11；所述中和塔10和蒸发结晶分离塔11依次串联，所述中和塔10另一端与催化剂磁力分离塔连接9。
所述臭氧发生器5与微波喷淋反应器6的距离为0.3m-12m之间。
所述微波喷淋反应器6的横向截面为圆形或矩形，微波喷淋反应器6的最佳高度H在 0.2m-25m之间。
如图4所示，当微波喷淋反应器6横向截面为圆形时，所述雾化喷嘴603与微波发射器605采用依次相邻的同心圆布置；雾化喷嘴603与微波发射器605间隔交叉布置在中心线上，且相邻两条中心线之间的夹角n位于10度-45度之间；相邻两个雾化喷嘴603之间的间距与相邻两个微波发射器605之间的间距相同为f，f的最佳间距位于0.1m-2.5m之间；所述微波发射器605位于同心圆最外层，微波发射器605与微波喷淋反应器6壁面的间距为0.5f。
如图5所示，微波喷淋反应器6横向截面为矩形时，所述雾化喷嘴603与微波发射器605依次间隔布置；所述微波反射器605之间的间距为g，雾化喷嘴603之间的间距的最佳间距为2g，g位于0.1m-2.5m之间；所述微波发射器605与微波喷淋反应器壁面604 的间距为0.5g。
基于上述系统，提供微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除方法，所述方法具体按照如下步骤进行：
(1)来自排放源的含硫化氢的烟气经除尘冷却后，利用臭氧在烟道中预先氧化一部分硫化氢为硫酸；然后进入微波喷淋反应器；
(2)微波喷淋反应器中，来自微波发射器的微波激发来自雾化喷嘴的可磁性分离催化剂，活化来自雾化喷嘴的过硫酸盐溶液产生羟基和硫酸根自由基将余下的硫化氢氧化吸收为硫酸溶液；
(3)产生的硫酸溶液首先进入催化剂磁力分离塔中进行磁力分离回收催化剂，回收的催化剂进入溶液/催化剂补充塔进行循环利用；剩下溶液进入中和塔产生硫酸铵溶液，最后进入蒸发结晶分离塔，蒸发结晶后获得固态硫酸铵肥料。
所述臭氧的最佳投加浓度在40ppm-2000ppm之间。
所述微波喷淋反应器内的温度应控制在20-85℃；过硫酸盐溶液与烟气的有效液气比为2-20L/m3，过硫酸盐的有效浓度为0.02mol/L-2.5mol/L之间，溶液的pH位于0.2-10.1 之间。
所述雾化喷嘴喷出的雾化液滴粒径不大于150微米，微波喷淋反应器内的微波辐射功率密度为50W/m3-2500W/m3(微波辐射功率密度是指微波喷淋反应器内微波的输出功率与反应器空塔体积的比值，单位为瓦/立方米)。
所述可磁性分离催化剂的投加量按微波喷淋反应器体积的每立方米投加0.2-10kg，烟气中硫化氢的含量分别不高于20000ppm，其中，所述的可磁性分离催化剂包括CoFe2O4﹑CuFe2O4﹑MnFe2O4中的一种或两种以上之间重新组合形成的多金属复合催化剂。
所述的过硫酸盐是过硫酸铵﹑过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或两种以上的混合。
所述的排放源包括燃煤锅炉﹑工业窑路和垃圾焚烧炉。
实施例2：
废气中硫化氢浓度为2000ppm，烟气温度为60℃，臭氧浓度为80ppm，过硫酸钠的摩尔浓度为0.15mol/L，溶液pH为3.9，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.2kg，微波辐射功率密度为200W/m3，液气比为2.5L/m3。小试结果为：硫化氢的除效率为43.5％。
实施例3：
废气中硫化氢浓度为2000ppm，烟气温度为60℃，臭氧浓度为80ppm，过硫酸钠的摩尔浓度为0.25mol/L，溶液pH为3.9，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.2kg，微波辐射功率密度为200W/m3，液气比为2.5L/m3。小试结果为：硫化氢的除效率为54.5％。
实施例4：
废气中硫化氢浓度为2000ppm，烟气温度为60℃，臭氧浓度为80ppm，过硫酸钠的摩尔浓度为0.25mol/L，溶液pH为3.9，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.2kg，微波辐射功率密度为200W/m3，液气比为3.5L/m3。小试结果为：硫化氢的除效率为77.9％。
实施例5:
废气中硫化氢浓度为2000ppm，烟气温度为60℃，臭氧浓度为80ppm，过硫酸钠的摩尔浓度为0.25mol/L，溶液pH为3.9，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.4kg，微波辐射功率密度为300W/m3，液气比为3.5L/m3。小试结果为：硫化氢的除效率为92.1％。
实施例6:
废气中硫化氢浓度为2000ppm，烟气温度为60℃，臭氧浓度为80ppm，过硫酸钠的摩尔浓度为0.25mol/L，溶液pH为3.9，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.4kg，微波辐射功率密度为300W/m3，液气比为4.5L/m3。小试结果为：硫化氢的除效率为100％。
实施例7:
废气中硫化氢浓度为2000ppm，烟气温度为60℃，臭氧浓度为80ppm，过硫酸铵的摩尔浓度为0.2mol/L，溶液pH为3.9，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.3kg，微波辐射功率密度为200W/m3，液气比为2.5L/m3。小试结果为：硫化氢的除效率为51.7％。
实施例8:
废气中硫化氢浓度为2000ppm，烟气温度为60℃，臭氧浓度为80ppm，过硫酸铵的摩尔浓度为0.2mol/L，溶液pH为3.9，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.3kg，微波辐射功率密度为500W/m3，液气比为2.5L/m3。小试结果为：硫化氢的除效率为69.7％。
实施例9:
废气中硫化氢浓度为2000ppm，烟气温度为60℃，臭氧浓度为80ppm，过硫酸铵的摩尔浓度为0.2mol/L，溶液pH为3.9，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.3kg，微波辐射功率密度为500W/m3，液气比为3.5L/m3。小试结果为：硫化氢的除效率为81.9％。
实施例10:
废气中硫化氢浓度为2000ppm，烟气温度为60℃，臭氧浓度为80ppm，过硫酸铵的摩尔浓度为0.3mol/L，溶液pH为3.9，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.3kg，微波辐射功率密度为500W/m3，液气比为4.0L/m3。小试结果为：硫化氢的除效率为95.1％。
实施例11:
废气中硫化氢浓度为2000ppm，烟气温度为60℃，臭氧浓度为80ppm，过硫酸铵的摩尔浓度为0.3mol/L，溶液pH为3.9，催化剂CuFe2O4的投加量为每立方米0.3kg，微波辐射功率密度为500W/m3，液气比为5.0L/m3。小试结果为：硫化氢的除效率为100％。
经过以上实施例的综合对比可知，实施例6和11具有最佳的脱除效果，脱除效率均达到100％，可作为最佳实施例参照使用。

Claims (10)

1.一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除系统，其特征在于，所述系统包括除尘器（3）、冷却器（4）、催化剂磁力分离塔（9）、臭氧发生器（5）、微波喷淋反应器（6）、烟道（2）和风机（7）；其中，所述除尘器（3）、冷却器（4）、微波喷淋反应器（6）和风机（7）通过烟道（2）依次串联，臭氧发生器（5）位于冷却器（4）与微波喷淋反应器（6）中间，通过烟道（2）连接；
所述的微波喷淋反应器（6）包括雾化喷嘴（603）﹑微波发射器（605）﹑微波喷淋反应区﹑鼓泡器（609）﹑烟气入口（607）﹑烟气出口（612）﹑补充溶液入口（606）﹑反应溶液出口（613）﹑溶液储存区（608）﹑溶液出口（614）、循环泵（610）﹑除雾器（611）﹑溶液泵（601）以及溶液/催化剂补充塔（602）；
所述微波喷淋反应区由两层以上雾化喷嘴（603）构成的喷淋层和微波发射器（605）组成，所述雾化喷嘴（603）与微波发射器（605）依次间隔布置；所述溶液储存区（608）位于微波喷淋反应器（6）的底部，溶液储存区（608）设置有鼓泡器（609）和溶液出口（614），所述烟气入口（607）与鼓泡器（609）连通；所述溶液出口（614）通过循环泵（610）与雾化喷嘴（603）连通；
所述微波喷淋反应器（6）的底部设有补充溶液入口（606），所述补充溶液入口（606）与通过溶液泵（601）与溶液/催化剂补充塔（602）连通；所述微波喷淋反应器（6）的顶部还设置有除雾器（611），所述除雾器（611）的顶面上设置有烟气出口（612）；所述反应溶液出口（613）与催化剂磁力分离塔（9）连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括后处理系统，所述后处理系统包括依次串联的中和塔（10）和蒸发结晶分离塔（11）；所述中和塔（10）还与催化剂磁力分离塔连接；
所述除尘器（3）与冷却器（4）之间的烟道（2）上设置有烟气余热利用系统（12），利用烟气的余热为蒸发结晶分离塔（11）提供热量。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述臭氧发生器（5）与微波喷淋反应器（6）的距离为0.3m-12m之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微波喷淋反应器（6）的横向截面为圆形或矩形，微波喷淋反应器（6）的最佳高度H在0.2m-25m之间。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，当微波喷淋反应器（6）横向截面为圆形时，所述雾化喷嘴（603）与微波发射器（605）采用依次相邻的同心圆布置；雾化喷嘴（603）与微波发射器（605）间隔交叉布置在中心线上，且相邻两条中心线之间的夹角n位于10度-45度之间；相邻两个雾化喷嘴（603）之间的间距与相邻两个微波发射器（605）之间的间距相同为f，f的最佳间距位于0.1m-2.5m之间；所述微波发射器（605）位于同心圆最外层，微波发射器（605）与微波喷淋反应器壁面（604）的间距为0.5f。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，微波喷淋反应器（6）横向截面为矩形时，所述雾化喷嘴（603）与微波发射器（605）依次间隔布置；所述微波反射器（605）之间的间距为g，雾化喷嘴（603）之间的间距的最佳间距为2g，g位于0.1m-2.5m之间；所述微波发射器（605）与微波喷淋反应器壁面（604）的间距为0.5g。
7.一种微波活化过硫酸盐喷淋诱导自由基的硫化氢脱除方法，所述方法基于权利要求1-6任一项所述的系统完成，具体按照如下步骤进行：
（1）来自排放源的含硫化氢的烟气经除尘冷却后，利用臭氧在烟道中预先氧化一部分硫化氢为硫酸；然后进入微波喷淋反应器；
（2）微波喷淋反应器中，来自微波发射器的微波激发来自雾化喷嘴的可磁性分离催化剂，活化来自雾化喷嘴的过硫酸盐溶液产生羟基和硫酸根自由基将余下的硫化氢氧化吸收为硫酸溶液；所述微波喷淋反应器内的微波辐射功率密度为50 W/m3- 2500 W/m3；所述可磁性分离催化剂的投加量按微波喷淋反应器体积的每立方米投加0.2-10kg；
（3）产生的硫酸溶液首先进入催化剂磁力分离塔中进行磁力分离回收催化剂，回收的催化剂进入溶液/催化剂补充塔进行循环利用；剩下溶液进入中和塔产生硫酸铵溶液，最后进入蒸发结晶分离塔，蒸发结晶后获得固态硫酸铵肥料。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述臭氧的最佳投加浓度在40ppm-2000ppm之间；过硫酸盐溶液与烟气的有效液气比为2-20 L/m3，过硫酸盐的有效浓度为0.02mol/L-2.5mol/L之间，溶液的pH位于0.2-10.1之间，所述的过硫酸盐是过硫酸铵﹑过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或两种以上的混合。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述微波喷淋反应器内的温度应控制在20-85℃；所述雾化喷嘴喷出的雾化液滴粒径不大于150微米。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，烟气中硫化氢的含量分别不高于20000ppm，其中，所述的可磁性分离催化剂包括CoFe2O4﹑CuFe2O4﹑MnFe2O4中的一种或两种以上之间重新组合形成的多金属复合催化剂。
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