CN108704465B - 真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的方法及装置，该方法及装置利用紫外光源同时辐射VUV和UVC，先由VUV波段光子将氧源气体光分解生成O₃和ROS；然后，将生成的O₃和ROS导入烟气中，并随烟气一同返回紫外光源附近接受UVC照射；烟气中混有有效氯氧化吸收剂，O₃和ROS与有效氯氧化吸收剂协同发挥对烟气中NO_x、SO_x的氧化作用，同时，通过UVC波段光子激发O₃以及有效氯氧化吸收剂中的有效氯成分发生光化学反应，生成更多活性自由基，进一步与烟气中的NO_x、SO_x反应，将烟气中的NO、SO₂氧化为硝酸盐与硫酸盐，实现烟气同时脱硫脱硝。

Description

真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的方法及装置

技术领域

本发明属于大气污染防治技术领域，更具体地，涉及一种VUV/UVC协同有效氯氧化法用于烟气同时脱硫脱硝的方法及装置。

背景技术

伴随着人类工业化进程的发展，大量化石能源的消耗产生了数量庞大的有害气体排放(如NO_x、SO_x、PM、VOC等)。例如，陆地锅炉、窑炉、燃煤电厂，海上远洋运输船舶等，这些大型排放源过度排放有害气体对大气环境造成了严重的破坏，局部地区出现了雾霾、光化学烟雾、酸雨等恶劣天气。为此，过去数十年，大量的烟气净化技术被提出，并用于生产实践，例如，选择性催化还原脱硝技术(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)、废气再循环脱硝技术(EGR)、石灰石膏法脱硫技术(WFGD)、等离子体脱硝技术(NTP)等。尽管这些技术在处理单一污染成分方面取得了一定的防治效果，但面对环保要求的升级，多种污染成分的排放约束，导致这些传统技术越来越不能满足时代的需求。

为此，研发高效、经济、环保的烟气同时脱硫脱硝技术成为一类重要发展方向。相比脱硫而言，船舶废气脱硝技术难度更大，主要原因是NO生成主要来源于空气中的氮气，且NO本身难溶于水，占烟气中NO_x总量的95％以上。因此，在同时脱硫脱硝工艺研究中，脱硝技术是关键。在陆地燃煤电厂、锅炉等领域，现阶段已经形成了许多高效、特色的烟气多污染物综合处理技术方案。这些方案中绝大多数是基于氧化吸收为特征的湿法洗涤方式来实现，即利用氧化剂(或氧化方法)先将难溶于水的NO氧化成NO₂，再由吸收液将NO₂与SO₂同时吸收。例如，公开号CN103191628A《钠碱法化学吸收-非热放电同时脱硫脱硝系统》，通过将非热等离子放电预氧化与钠碱吸收技术相结合，实现烟气同时脱硫脱硝目的，但该方法却存在等离子体能耗高、等离子体发生器技术复杂等不足；公开号CN101053750《一种烟气联合脱硫脱硝的方法》，采用光催化氧化方法将烟气中NO氧化，但由于光催化剂制备工艺复杂，且气固相反应过程催化剂表面易脏堵失活，因此限制了该方法的规模化应用。

近年来，伴随着紫外线相关技术的发展，以真空紫外为主要特征的高级氧化工艺在烟气污染物处理领域受到了越来越多的关注。例如，公开号CN1021799A《一种烟气光催化氧化同时脱硫脱硝的方法及装置》公开了一种联合真空紫外与光催化氧化的烟气脱硫脱硝方法。烟气首先进入真空紫外辐照区，烟气中H₂O和O₂辐照产生臭氧和活性自由基，把NO和SO₂部分氧化，然后再穿过整体式光催化剂床层，发挥光催化氧化和催化臭氧氧化的协同作用，使得SO_x和NO_x被进一步氧化处理。含酸烟气随后进入喷雾吸收区被清洗脱除。整个装置由真空紫外辐照区、整体式光催化剂床层及喷雾吸收区组成，烟气处理效率较高，且催化剂床层结构能够保证紫外光100％全面覆盖。然而，整个系统流程较为复杂，且光催化剂对适宜的工况条件有较严格的要求。

另外，单独真空紫外辐照烟气制备臭氧和活性自由基方法的光子利用率很低。公开号CN102908883A《一种烟气同时脱硫脱硝方法》公开了一种利用真空紫外(比如185nm)直接辐照烟气产生活性物质，与烟气中SO₂和NO_x发生反应，生成稳定的硫酸与硝酸产物。该方法无需额外添加化学试剂，且可生成资源化回收产物。然而，真空紫外发射高能光子与烟气中H₂O、O₂等成分的碰撞反应概率并不高，即光子利用率也较低。这主要是由于一方面真空紫外辐射高能光子在空气介质中传播距离非常有限，另一方面烟气中H₂O、O₂等成分相比N₂浓度低很多。此外，紫外光源管直接接触高温烟气，易加速老化，不易维护。

公开号CN103638809A《一种带有空气冷却装置的光学烟道脱汞方法》公开了一种带有空气冷却通道的真空紫外辐照烟气脱汞的方法。真空紫外光源激发烟气中的O₂和H₂O产生活性物质将难溶于水的单质汞氧化为易溶于水的二价汞，然后再进入湿法烟气脱硫系统被洗涤脱除。该装置能够在现有湿法烟气脱硫基础上改造实现，且不需要额外添加其他氧化剂。该方法考虑了套管形式安装紫外光源，尽管能够较好的冷却灯管，且利于维修更换，但是由于真空紫外(＜200nm)在空气介质中传播距离非常有限，因此在0.5-5cm的空气冷却通道内会损失大量辐照光子能量，导致实际进入烟道的紫外能量利用率不高。

因此，尽管在大气污染物治理领域，基于真空紫外的高级氧化工艺已形成一些富有特色的处理方法。但是这些方法在紫外能量利用率、紫外光源的高效长寿命工作以及紫外协同其他工艺优化等方面仍有提升改进空间。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种VUV/UVC协同有效氯氧化法用于烟气同时脱硫脱硝的方法及装置，其目的在于，对紫外光源同时发射的VUV和UVC均加以利用，利用VUV辐照空气或氧气产生ROS和O₃，然后将产生的O₃与有效氯氧化剂在UVC辐照作用下产生更多活性自由基，这些活性自由基具有强氧化性，迅速与烟气中NO、SO₂发生氧化反应，将NO和SO₂氧化为硝酸盐与硫酸盐，实现同时脱硫脱硝，由此提高紫外线利用率、降低能耗、实现VUV/UVC与有效氯氧化剂的协同优化。

为了实现上述目的，本发明提供了一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的方法，利用紫外光源同时辐射VUV和UVC；其中，

先由VUV波段光子将氧源气体光分解生成O₃和ROS；然后，将生成的O₃和ROS导入烟气中，并随烟气一同返回紫外光源附近接受UVC照射；烟气中混有有效氯氧化吸收剂，O₃和ROS与有效氯氧化吸收剂协同发挥对烟气中NO_x、SO_x的氧化作用，同时，通过UVC波段光子激发O₃以及有效氯氧化吸收剂中的有效氯成分发生光化学反应，生成更多活性自由基，进一步强化烟气脱硫脱硝效果，将烟气中的NO、SO₂氧化为硝酸盐与硫酸盐，实现烟气同时脱硫脱硝。

进一步地，紫外光源置于透明套管内，氧源气体和烟气在紫外光源附近通过透明套管隔开；氧源气体从透明套管内部通过并接受VUV照射后与烟气汇合，汇合后的混合气从透明套管外部经过；透明套管用于将VUV限制在透明套管内部，且使UVC透过以照射透明套管外部的混合气。

进一步地，有效氯氧化吸收剂为NaClO溶液、Ca(ClO)₂溶液、电解海水中的任意一种，pH值为2～11。

进一步地，VUV波长为185nm～200nm，UVC波长为254nm～275nm。

进一步地，VUV波长为185nm，UVC波长为254nm。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的装置，包括：喷淋洗涤室、吸收剂喷头、紫外光源、透明套管以及能够同时辐射VUV和UVC的紫外光源；

喷淋洗涤室包括烟道入口、烟道出口和排液口，烟道入口和排液口位于喷淋洗涤室底部，烟道出口位于喷淋洗涤室顶部；

吸收剂喷头设于喷淋洗涤室内部且位于烟道出口下方；

紫外光源设于透明套管内部，透明套管设于喷淋洗涤室内部且位于吸收剂喷头下方、烟道入口上方；

透明套管的进气端连接氧源进气管，出气端连接氧源出气管；

氧源出气管连通透明套管的出气端和烟道入口。

进一步地，多个透明套管并联于氧源进气管和氧源出气管之间、水平分层布置，每一层内的透明套管间距相等，相邻层间的透明套管错位布置。

进一步地，烟道入口内设有混合器，以将氧源出气管内的气体与烟气充分混合后通过烟道入口送入喷淋洗涤室。

进一步地，混合器为设于烟道入口内的静态挡板，静态挡板是由4块形状相同的挡板依次首尾相接拼合而成；挡板具有外弧边和内弧边，4块挡板的外弧边拼接成一个整圆，该整圆的直径等于烟道入口的直径；4块挡板的内弧边拼接形成静态挡板的内孔；氧源出气管的末端位于静态挡板的进气侧。

进一步地，氧源出气管的末端分出四个支管，一一对应布置于4块挡板的进气侧。

总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、套管式敞口结构充分利用常见真空紫外光源通常含有的VUV与UVC两个紫外波段；套管内VUV波段光子激发H₂O、O₂等生成O₃、ROS等，且套管内空气(或氧气)流动能够对紫外光源起到较好的冷却作用；套管外UVC波段光子激发有效氯、O₃等生成更多种类、更高浓度的活性自由基(如HO·、RCS、ROS)；这种套管结构的紫外光源使得喷淋洗涤室内可形成多种氧化反应体系(包括UVC/O₃、UVC/Chlorine、O₃/Chlorine)，能够显著提升氧化吸收效率及紫外利用率，有助于减少装置尺寸及占地空间，便于紫外光源管维护检修；

2、紫外光源管分层设置、错开布置的布局形式有助于增强气体在套管管壁的扰动，强化套管管壁周围有限光化学反应区域内的传质过程，促进烟气中污染物成分的快速传质吸收；

3、相比单独紫外辐照或者紫外光催化氧化，VUV/UVC/有效氯光化学氧化法无需严苛的反应条件约束(如催化剂、反应温度、烟气颗粒物等)，VUV/UVC协同有效氯能够降低对紫外辐照剂量的需求，且能在较低有效氯浓度参与的情况下，达到较好的脱硫脱硝效果。

附图说明

图1是本发明的系统整体组成示意图；

图2是烟道纵剖面内紫外光源管布置图；

图3是气体混合器截面示意图；

图4是本发明的系统工作原理示意图；

图5是本发明具体实施方式例一的脱除效果图。

图6是本发明紫外光源辐照氧气生成O₃活性物质曲线图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-烟道入口、2-氧源进气管、3-喷淋洗涤室、4-吸收剂喷头、5-除雾器、6-烟道出口、7-吸收剂供液管、8-紫外光源、9-透明套管、10-氧源出气管、11-气体混合器、11-1至11-4–支管、12-排液口、13-混合器静态挡板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明优选实施例的VUV/UVC协同有效氯氧化法用于烟气同时脱硫脱硝的装置，包括烟道入口1、氧源进气管2、喷淋洗涤室3、喷头4、除雾器5、烟道出口6、吸收剂供液管7、紫外光源8、透明套管9、氧源出气管10、气体混合器11、排液口12。

在本实施例中，氧源气体可以为空气或氧气，紫外光源8为常见的可同时发出VUV和UVC波段紫外线的紫外灯，例如低压汞灯。空气(或氧气)由进气管2进入透明套管9内，在紫外光源8的辐照用下，VUV激发O₂光分解生成O₃、ROS等成分，经氧源出气管10和气体混合器11，含有O₃、ROS的空气(或氧气)与进口烟气充分混合，进入喷淋洗涤室3内部。有效氯氧化剂通过吸收剂供液管7进入喷淋洗涤室3内，在吸收剂喷头4作用下形成雾化液滴，向下运动与上升烟气逆流接触，完成气液反应过程。在透明套管8管壁外部附近有限的区域内(即UVC辐照范围内)，有效氯、O₃等氧化剂发生光化学反应生成更多种类、更高含量的活性自由基，这些活性自由基具有强氧化性，显著强化对烟气中NO_x、SO_x的吸收效果。净化后的烟气经除雾器5去除酸雾后，排入大气。洗涤后的废液则由排液口12排出喷淋洗涤室3。洗涤废液经离心分离净化后，可资源化回收利用。在其他实施例中(未图示)，除雾器5也可以安装在烟道出口6后方的其他位置或烟囱上，在排出至大气之前的环节上去除酸雾即可。

如图2所示，多个透明套管9水平布置，每一层内的套管间距相等，相邻层之间的透明套管错位布局。这种方式更有助于增加管壁表面的扰动效果，增强透明套管管壁有限光化学反应区域内的传质过程。

本发明的方法主要利用真空紫外线(VUV)辐照空气中氧气和水蒸气产生活性氧自由基(ROS，reactive oxygen species)和臭氧(O₃)，然后将产生的O₃与有效氯(chlorine，如NaClO、Ca(ClO)₂、电解海水等)氧化剂(溶液pH值2-11)在短波紫外线(UVC)辐照作用下产生更多强氧化性活性自由基(如羟基自由基HO·、活性氯自由基RCS、ROS)，这些强氧化性自由基与烟气中NO、SO₂发生迅速的氧化反应，将NO和SO₂氧化为硝酸盐与硫酸盐，实现同时脱硫脱硝，由此提高紫外利用率、降低能耗、实现VUV/UVC与有效氯氧化剂的协同优化。

本发明的方法基于的原理及反应过程如下：

首先，在真空紫外(VUV，波长＜200nm)辐照作用下，空气中氧气和水蒸气发生光分解反应生成O₃和ROS等成分。主要的化学反应过程如下：

O₂+hv→2O(³P) (1)

O(³P)+O₂+M→O₃+M (2)

H₂O+hv→H^·+HO^· (3)

然后，将含有O₃和ROS的空气(或氧气)导入烟气中，与有效氯氧化剂协同发挥脱硫脱硝作用。主要的化学反应过程如下：

NO+O+M→NO₂+M (4)

SO₂+HO^·→SO₃+H^· (5)

NO+HClO→NO₂+HCl (8)

NO₂ ^–+HClO→NO₃ ^–+HCl (9)

NO+OCl^–→NO₂+Cl^– (10)

SO₂+HClO→SO₃+HCl (11)

NO+O₃→NO₂+O₂ (12)

此外，短波紫外线(UVC，200nm≤波长＜275nm)辐照有效氯、O₃等氧化剂，生成更高浓度、更多种类的活性自由基进一步发挥脱硫脱硝强化作用。主要的化学反应过程如下：

HClO+hv→HO^·+Cl^· (13)

OCl^–+hv→O^·-+Cl^· (14)

O₃+hv→O₂+O(¹D) (16)

O(¹D)+H₂O→HO^· (17)

HO^·+O₃→^·HO₂+O₂ (18)

HO^·+HClO→ClO^·+H₂O (19)

Cl^·+HClO→H⁺+Cl^–+ClO^· (20)

Cl^·+OCl^–→Cl^–+ClO^· (21)

HO^·+OCl^–→HO^–+ClO^· (22)

NO+HO^·→H⁺+NO₂ ^– (23)

NO+HO^·→NO₂+H^· (24)

SO₂+HO^·→SO₃+H^· (25)

因此，在本发明的方法中，利用常见真空紫外光源(同时发射VUV与UVC)辐照空气(或氧气)、有效氯氧化剂等成分，产生多种参与烟气净化的协同氧化反应体系(包括UVC/O₃、UVC/Chlorine、O₃/Chlorine)。这样显著提高传统单一手段脱硫脱硝(如单独次氯酸盐、单独紫外辐照、单独臭氧)的氧化效率与紫外能量利用率，实现高效、经济地氧化处理烟气多污染物的目的。

为实现同时脱硫脱硝的目的，基于上述原理，本发明优选实施例的一种VUV/UVC协同有效氯氧化法用于烟气同时脱硫脱硝的方法如下：

利用真空紫外光源辐射VUV波段光子先将空气(或氧气)光分解生成O₃和ROS氧化剂，再将含有O₃和ROS的空气(或氧气)导入烟气洗涤塔内，与有效氯氧化吸收剂协同发挥氧化作用。此外，利用真空紫外光源同时辐射UVC波段光子进一步激发有效氯成分、O₃等氧化剂发生光化学反应，生成更多HO·、RCS、ROS等强氧化性活性自由基。利用这些强氧化性活性自由基，以及有效氯、O₃等氧化剂与烟气中的NO_x、SO_x反应，将气态污染物氧化为硝酸盐与硫酸盐，并进一步回收处理或资源化利用。

按照上述方法和过程，本发明设计的装置整体组成示意图如图1所示，其中：

空气(或氧气)的进气管(即氧源进气管2)一端与透明套管9相连，另一端与气源供给装置(如空压机、气泵、气瓶等，未图示)相连。紫外光源8内置在透明套管内部，紫外光源以低压汞灯为主，可以同时辐射VUV与UVC射线，透明套管9为石英类材质，可较好地穿透UVC波段紫外线，并反射VUV波段紫外线。空气(或氧气)的出气管(即氧源出气管10)一端与透明套管9相连，另一端与烟道内的气体混合器11相连。如图2所示多个透明套管9水平分层布置，每一层套管间距相等，层与层之间错开布置。如图3所示，气体混合器11是采用静态挡板13增混的气体混合器，其中静态挡板13是由4块形状相同且对称布置的挡板形成的整体，设置于烟道入口1内部，且4块挡板的外弧边拼接成一个整圆，即静态挡板13的外径，该外径与烟道入口1内径相等。静态挡板13的内孔是由4块挡板的内弧边拼合而成的类似于铜钱孔的构造。氧源出气管10的末端分出四个支管11-1～11-4，一一对应布置于4块挡板的进气侧，从四个支管流出的含有O₃和ROS的气体以及烟气流入烟道入口1之后，在静态挡板13的阻碍下发生紊流，在静态挡板13的进气侧发生混合，再在通过静态挡板13的内孔时进一步混合，从而增强混合效果。

吸收剂供液管7与喷淋洗涤室3内的吸收剂喷头4相连，吸收剂喷头4均匀布置在喷淋洗涤室3内、透明套管9上方。排液管安装在喷淋洗涤室的底部，除雾器安装在喷淋洗涤室的顶部。

上述装置中，有效氯氧化剂通过吸收剂供液管7进入喷淋洗涤室3，在吸收剂喷头4作用下形成雾化液滴。烟气经烟道入口1进入喷淋洗涤室3，与有效氯氧化剂在喷淋洗涤室3内逆流接触，完成气液多相光化学反应过程。经净化后的烟气进入除雾器5去除酸雾后，排入大气中，而洗涤后的废液则经排液口12进入分离净化和回收处理单元(未图示)。空气(或氧气)进入透明套管9，在VUV辐照作用下生成O₃、ROS等氧化剂，再将其经过氧源10出气管和气体混合器11导入喷淋洗涤室3内与烟气充分混合反应。与此同时，紫外光源辐照UVC穿透透明套管9进入喷淋洗涤室3内部的气液反应区域，促使有效氯、O₃等氧化剂发生光分解反应，生成更多种类、更高浓度的活性自由基(如HO·、RCS、ROS)。这些自由基成分具有强氧化性，与烟气中的NO_x、SO_x反应迅速，从而显著提升光化学反应处理效率以及紫外光子利用率。

下面结合几个具体应用实例对本发明进行说明。

【例一】

一种VUV/UVC协同有效氯氧化法用于烟气同时脱硫脱硝的方法，以空气和NaClO吸收剂为原料，具有如下步骤(如图4所示)：

1)空气输送到透明套管内，在185nm VUV辐照作用下，空气中O₂被激发生成O₃、ROS等成分。空气可由空压机或气泵较容易的供给，压缩空气温度相比烟气温度明显偏低，可对紫外光源及套管起到较好的冷却作用，进而延长紫外光源寿命，维持发光效率的稳定性；

2)含O₃的空气导入喷淋洗涤室内，与低浓度NaClO氧化剂(浓度为100～2000mg/L[Cl₂])协同作用，发挥脱硫脱硝作用，将NO、SO₂氧化为硝酸盐与硫酸盐；

3)喷淋洗涤室内，在254nm UVC辐照作用下，NaClO、O₃等氧化剂进一步光分解生成更多种类、更高含量的活性自由基，显著强化脱硫脱硝效果；

4)喷淋洗涤室内，净化后的烟气经除雾处理后，排入大气中；

5)洗涤后废液进入分离净化单元去除杂质后，高浓度硝酸盐和硫酸盐溶液可资源化回收利用。

实验条件下，利用鼓泡反应器开展不同氧化体系的脱硫脱硝对比实验，即在实验条件下，本发明的喷淋洗涤室为鼓泡反应器；在具体工程应用时，喷淋洗涤室可以为工业喷淋洗涤塔。

在一个具体应用实例中，当NaClO浓度为250mg/L[Cl₂]、溶液pH值6、紫外光源功率10W(含约5％185nm VUV与约90％254nm UVC，辐照强度23μw/cm²)、空气流量1L/min时，处理模拟烟气(流量1.5L/min，NO浓度1000ppm，SO₂浓度800ppm)，脱硝率对比实验结果如图5所示(脱硫率未示出，反应体系D-G的脱硫率达到100％)。

对于单独紫外辐照体系(A)和紫外辐照去离子水体系(B)，脱硝率较低。但由于紫外光源辐射VUV会激发H₂O生成O₃、ROS等，因此，反应体系B脱除率比反应体系A相对更高。

对于相同浓度氧化剂H₂O₂和NaClO而言，当分别使用同时辐射185nmVUV和254nmUVC的紫外光源与主要辐射254nm UVC的紫外光源时，前者脱硝率更高(即D＞C，G＞F)。这主要是由于VUV波段光子激发H₂O、O₂等生成O₃、ROS等，气液反应区域内可形成多种氧化反应体系(包括UVC/O₃、UVC/Chlorine、O₃/Chlorine)，能够显著提升氧化吸收效率。

此外，对比氧化剂H₂O₂和NaClO参与的光化学反应体系(即C、D、F、G)可见，相同条件下，紫外辐照NaClO的脱硝效果明显好于紫外辐照H₂O₂的脱硝效果。由此说明，紫外辐照NaClO法将更加具有吸引力，有望高效、经济地处理烟气多污染物。

如图6所示，实验条件下，紫外光源(功率10W，含约5％185nm VUV与约90％254nmUVC，辐照强度23μw/cm²)直接辐照不同O₂含量的气源产生O₃活性物质规律如图5所示。结果表明，同时辐射185nm VUV和254nmUVC的紫外光源能够激发H₂O、O₂等生成O₃活性物质，且随着O₂浓度升高，生成O₃浓度成近似线性增长关系。

【例二】

一种VUV/UVC协同有效氯氧化法用于烟气同时脱硫脱硝的方法，以空气和Ca(ClO)₂吸收剂为原料，具有如下步骤：

1)湿空气输送到透明套管内，在185nm VUV辐照作用下，H₂O、O₂被激发生成O₃、ROS等成分。空气可由空压机提供，空气输出管路无需设置额外除湿装置，湿空气直接进入透明套管内。由于空气含湿量较高，185nm VUV辐射光子与H₂O、O₂分子的碰撞反应概率会增大，因此紫外光子利用率得到提高；

2)含O₃的湿空气导入喷淋洗涤室内，与Ca(ClO)₂氧化剂协同作用，发挥脱硫脱硝作用，将NO、SO₂氧化为硝酸盐与硫酸盐；

3)喷淋洗涤室内，在254nm UVC辐照作用下，Ca(ClO)₂、O₃等氧化剂进一步光分解生成更多种类、更高含量的活性自由基，显著强化脱硫脱硝效果；

4)喷淋洗涤室内，净化后的烟气经除雾处理后，排入大气中；

5)洗涤后废液进入分离净化单元去除杂质后，高浓度硝酸盐和硫酸盐溶液可资源化回收利用。

【例三】

一种VUV/UVC协同有效氯氧化法用于烟气同时脱硫脱硝的方法，以氧气和电解海水吸收剂为原料，具有如下步骤：

1)氧气输送到透明套管内，在185nm VUV辐照作用下，O₂被激发生成O₃、ROS等成分。O₂可由钢瓶或膜分离器制备得到，由于O₂纯度较高，因此185nm VUV辐射光子与O₂分子的碰撞反应概率会大大增加，即紫外光子利用率会进一步提高；

2)含O₃的氧气导入喷淋洗涤室内，与电解海水(无隔膜电解装置制备获取)氧化剂协同作用，发挥脱硫脱硝作用，将NO、SO₂氧化为硝酸盐与硫酸盐；

3)喷淋洗涤室内，在254nm UVC辐照作用下，电解海水、O₃等氧化剂进一步光分解生成更多种类、更高含量的活性自由基，显著强化脱硫脱硝效果；

4)喷淋洗涤室内，净化后的烟气经除雾处理后，排入大气中；

5)洗涤后废液进入分离净化单元去除杂质后，高浓度硝酸盐和硫酸盐溶液可资源化回收利用。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的方法，其特征在于，利用紫外光源同时辐射VUV和UVC；其中，

先由VUV波段光子将氧源气体光分解生成O₃和ROS；然后，将生成的O₃和ROS导入烟气中，并随烟气一同返回紫外光源附近接受UVC照射；烟气中混有有效氯氧化吸收剂，O₃和ROS与有效氯氧化吸收剂协同发挥对烟气中NO_x、SO_x的氧化作用，同时，通过UVC波段光子激发O₃以及有效氯氧化吸收剂中的有效氯成分发生光化学反应，生成更多活性自由基，进一步强化烟气脱硫脱硝效果，将烟气中的NO、SO₂氧化为硝酸盐与硫酸盐，实现烟气同时脱硫脱硝；

紫外光源置于透明套管内，氧源气体和烟气在紫外光源附近通过透明套管隔开；氧源气体从透明套管内部通过并接受VUV照射后与烟气汇合，汇合后的混合气从透明套管外部经过；透明套管用于将VUV限制在透明套管内部，且使UVC透过以照射透明套管外部的混合气。

2.如权利要求1所述的一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的方法，其特征在于，有效氯氧化吸收剂为NaClO溶液、Ca(ClO)₂溶液、电解海水中的任意一种，pH值为2～11。

3.如权利要求1或2所述的一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的方法，其特征在于，VUV波长为185nm～200nm，UVC波长为254nm～275nm。

4.如权利要求3所述的一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的方法，其特征在于，VUV波长为185nm，UVC波长为254nm。

5.一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的装置，其特征在于，包括：喷淋洗涤室(3)、吸收剂喷头(4)、紫外光源(8)、透明套管(9)以及能够同时辐射VUV和UVC的紫外光源(8)；喷淋洗涤室(3)包括烟道入口(1)、烟道出口(6)和排液口(12)，烟道入口(1)和排液口(12)位于喷淋洗涤室(3)底部，烟道出口(6)位于喷淋洗涤室(3)顶部；吸收剂喷头(4)设于喷淋洗涤室(3)内部且位于烟道出口(6)下方；紫外光源(8)设于透明套管(9)内部，透明套管(9)设于喷淋洗涤室(3)内部且位于吸收剂喷头(4)下方、烟道入口(1)上方；透明套管(9)的进气端连接氧源进气管(2)，出气端连接氧源出气管(10)；氧源出气管(10)连通透明套管(9)的出气端和烟道入口(1)。

6.如权利要求5所述的一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的装置，其特征在于，多个透明套管(9)并联于氧源进气管(2)和氧源出气管(10)之间、水平分层布置，每一层内的透明套管(9)间距相等，相邻层间的透明套管(9)错位布置。

7.如权利要求5或6所述的一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的装置，其特征在于，烟道入口(1)内设有混合器，以将氧源出气管(10)内的气体与烟气充分混合后通过烟道入口(1)送入喷淋洗涤室(3)。

8.如权利要求7所述的一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的装置，其特征在于，混合器为设于烟道入口(1)内的静态挡板(13)，静态挡板(13)是由4块形状相同的挡板依次首尾相接拼合而成；挡板具有外弧边和内弧边，4块挡板的外弧边拼接成一个整圆，该整圆的直径等于烟道入口(1)的直径；4块挡板的内弧边拼接形成静态挡板(13)的内孔；氧源出气管(10)的末端位于静态挡板(13)的进气侧。

9.如权利要求8所述的一种真空紫外协同有效氯用于烟气同时脱硫脱硝的装置，其特征在于，氧源出气管(10)的末端分出四个支管(11-1～11-4)，一一对应布置于4块挡板的进气侧。

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