基于可見光的煙氣脫汞方法及其環(huán)噴式脫汞裝置的制造方法
【專利說明】
[0001 ]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明屬于環(huán)境污染防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于可見光的煙氣脫汞方法及其環(huán) 噴式脫汞裝置。
[0002]
【背景技術(shù)】： 2012年1月1日實(shí)施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)首次明確規(guī)定了 汞的排放要求，即，自2015年1月1日起，汞及其化合物排放量限制為0.03 mg/m3。隨后我國 發(fā)布的《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治"十二五"規(guī)劃》也提出將開展大氣汞排放污染防治工作，深 入發(fā)展大氣汞排放監(jiān)測(cè)和控制試點(diǎn)，積極推進(jìn)汞排放協(xié)同控制，編制燃煤、有色金屬、水泥 等重點(diǎn)行業(yè)大氣汞排放清單，研究制定控制對(duì)策。可以看出，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，我國 開始重視燃煤汞污染的控制，加強(qiáng)燃煤電站煙氣汞排放的控制勢(shì)在必行。
[0003] 燃煤煙氣中汞的存在形式主要有三種：單質(zhì)汞(HgQ)、二價(jià)汞（Hg2+)和顆粒態(tài)汞 (時(shí)）。取°易揮發(fā)且不溶于水，與Hg 2+和Hgp相比，Hg°很難從煙氣中去除。Hg°的有效脫除是當(dāng) 今大氣汞污染治理領(lǐng)域的難題。
[0004] 實(shí)際應(yīng)用中，燃煤煙氣或燃燒廢氣中汞的脫除裝置主要有固定床吸附脫汞裝置、 噴射技術(shù)脫汞裝置、常規(guī)污染物脫除設(shè)備等。固定床吸附脫汞裝置需要安裝特殊的吸附床， 存在煙氣流動(dòng)阻力大的缺點(diǎn)；噴射技術(shù)脫汞裝置的使用會(huì)增加飛灰的商業(yè)價(jià)值;常規(guī)污染 物脫除設(shè)備對(duì)Hg* 3的脫除效果很不明顯。一般地，固定床吸附脫汞裝置和噴射技術(shù)脫汞裝置 的脫汞效果均較低，采用改性吸附劑雖然可以提高脫汞效率，但其運(yùn)行成本會(huì)大幅增加。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明提供了一種基于可見光的煙氣脫汞方法 及其環(huán)噴式脫汞裝置，它是利用復(fù)合型催化劑Ag/AgBii _XI X (X =0、6~1) 的反應(yīng)液經(jīng)可見光照射后釋放出羥基自由基+ 0H、超氧負(fù)離子自由基+CV和空穴h+，它們均具 有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)煔庵械腍g*3氧化成Hg2+，從而將Hg*3以Hg 2+的形式脫除，達(dá)到煙氣脫汞的 目的。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種基于可見光的煙氣脫汞方法，其中：包括如下工藝步驟： 一、催化劑制備 1) 、取50~350毫升的冰乙酸加入到0~300毫升的去離子水中，均勻攪拌10~30分鐘 后加入a mol的KI(a = 0.12~0.2)，磁力攪拌20~60分鐘，加入0.5a mol的硝酸鉍和0.5a mo 1的硝酸銀，獲得催化劑Ag【yDiOIy (y二溶液，記為A溶液； 2) 、取50~350毫升的冰乙酸加入到0~300毫升的去離子水中，均勻攪拌10~30分鐘后 加入b mol的KBr(b = 0~0? 08)，磁力攪拌20~60分鐘，加入0.5b mol的硝酸祕(mì)和0.5b mol 的硝酸銀，獲得可見光催化劑A每溶液，記為B溶液； 3) 、磁力攪拌下，將B溶液同A溶液混合，磁力攪拌20~60分鐘后靜置5~10小時(shí)，然后放 置于60~150瓦紫外燈下光照20~40分鐘，記為C溶液； 4 )、將步驟3 )中制備的C溶液，用去離子水水洗至中性，放于干燥箱中60~80 °C溫度下 干燥24~30小時(shí)，然后，研磨、篩分至100目上，得到復(fù)合型催化劑 Ag'AgBi.i-xIx-BiOBri(x=0.6 ~1) 粉末； 二、 反應(yīng)液制備 將制備的復(fù)合型催化劑Ag/AgBq-xIx-BiOBq.xIx (1_=0.6~:M粉末與水按1~ 10:1000的重量比混合制成反應(yīng)液； 三、煙氣脫汞 將制備的反應(yīng)液加入到可見光照射的脫汞裝置中，含有復(fù)合型催化劑 Ag/AgBrpxIx-BiOBii-xIx的反應(yīng)液經(jīng)可見光照射后釋放出羥基自由基+0H、超氧負(fù)離子 自由基+ 〇2_和空穴h+，它們均具有強(qiáng)氧化性，在脫汞裝置內(nèi)，能夠?qū)煔庵械腍g°氧化成Hg2+， 將煙氣中的以Hg2+的形式脫除，達(dá)到煙氣脫汞的目的。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：步驟一中制備的復(fù)合型催化劑為 狗,6;步驟二中的反應(yīng)液是復(fù)合型催化劑Ag.!_'AgBr〇,4切 與水按5:1000的重量比混合制成。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：步驟一中制備的復(fù)合型催化劑為 Ag/AgBr()、2l〇, 8_BiOBr〇. 2l〇, 8;步驟二中的反應(yīng)液是復(fù)合型催化劑 與水按7:1000 的重量比混合制成。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：步驟一中制備的復(fù)合型催化劑為 Ag/AgBr(uI〇,9U〇Br〇. ;步驟二中的反應(yīng)液是復(fù)合型催化劑 4隹_八獲1〇,11()、9-拙:收認(rèn)11〇9與水按1〇:1〇〇〇的重量比混合制成。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的脫汞裝置為環(huán)噴式脫汞裝置，包 括反應(yīng)器、中央石英玻璃管、循環(huán)栗、進(jìn)氣管、排氣口、進(jìn)液口、排液口、循環(huán)管、環(huán)噴管及噴 灑頭，所述的反應(yīng)器下部連通進(jìn)氣管，所述的中央石英玻璃管穿裝在反應(yīng)器內(nèi)，且中央石英 玻璃管與反應(yīng)器密封緊固連接，中央石英玻璃管內(nèi)設(shè)置可見光源，所述的反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置環(huán) 噴管，環(huán)噴管以中央石英玻璃管為中心環(huán)形布置，所述的環(huán)噴管上設(shè)置有多個(gè)噴灑頭，所述 的反應(yīng)器底端設(shè)置循環(huán)液出口，循環(huán)液出口通過循環(huán)管連通環(huán)噴管，所述的循環(huán)管上設(shè)置 循環(huán)栗，所述的反應(yīng)器的底端設(shè)置排液口，反應(yīng)器的頂端設(shè)置進(jìn)液口及排氣口。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的環(huán)噴管以中央石英玻璃管為中 心自上而下螺旋盤繞在反應(yīng)器內(nèi)壁上，環(huán)噴管上均勻設(shè)置有多個(gè)噴灑頭。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的環(huán)噴管以中央石英玻璃管為中心 分多層環(huán)形設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)壁上，每層環(huán)噴管上設(shè)置有至少七個(gè)噴灑頭，噴灑頭以中央石 英玻璃管為中軸環(huán)形均勻分布。
[0013] 本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的反應(yīng)器的內(nèi)壁上設(shè)置有支撐板， 環(huán)噴管放置在支撐板上，支撐板支撐環(huán)噴管。
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的反應(yīng)器下部設(shè)置布?xì)庀?，布?xì)庀?連通進(jìn)氣管，進(jìn)氣管上設(shè)置單向閥，所述的布?xì)庀涞捻敯迳暇鶆蛟O(shè)置有布?xì)饪住?br>[0015] 本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的反應(yīng)器的上部設(shè)置有除霧器。
[0016] 本發(fā)明的有益效果為： 1、本發(fā)明是含有復(fù)合型催化劑Ag/AgBiiilx-BiOBii.xIx(x=0.6~1)的反應(yīng)液 經(jīng)可見光照射后釋放出羥基自由基+0H、超氧負(fù)離子自由基+CV和空穴h+，它們均具有強(qiáng)氧化 性，能夠?qū)煔庵械腍g°氧化成Hg2+，從而將Hg°以Hg2+的形式脫除，達(dá)到煙氣脫汞的目的。
[0017] 2、本發(fā)明利用光催化原理，鹵化銀AgX(X=Cl、Br或I)的光催化效果:AgX更容易吸 收光子產(chǎn)生的電子一空穴對(duì)，而且，貴金屬Ag等納米粒子具有表面等離子體共振效應(yīng)，在可 見光范圍內(nèi)具有更強(qiáng)的吸收性。與鹵化銀AgX相比，鹵氧化鉍BiOX(X=C1、Br或I)也具有較強(qiáng) 的可見光響應(yīng)特征，在污染物處理領(lǐng)域被廣泛使用。與C1相比，Br和I的鹵化銀和鹵氧化鉍 的禁帶寬度更小，它們更容易產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，活性更強(qiáng)。可見光照射后，鹵化銀和鹵氧 化鉍會(huì)釋放出強(qiáng)氧化性的羥基自由基+ 0H、超氧負(fù)離子自由基+ 0：T和空穴h+，它們會(huì)將Hg13氧 化Hg2+脫除。
[0018] 3、本發(fā)明采用的復(fù)合型催化劑Ag/AgBii-xIx-BiOBn-xIx (x=0J舌性 較強(qiáng)，使得強(qiáng)氧化性羥基自由基+ 0H的活性更強(qiáng)，且復(fù)合型催化劑成本降低，故本發(fā)明采用 的煙氣脫汞方法的脫汞效果好，脫汞成本低，能夠有效的降低煙氣凈化成本，提高煙氣凈化 效率。
[0019] 4、本發(fā)明的脫汞裝置為環(huán)噴式脫汞裝置，含汞煙氣從反應(yīng)器下部進(jìn)入，自下而上 流動(dòng)，反應(yīng)器中部的中央石英玻璃管內(nèi)設(shè)置可見光源，環(huán)噴管以中央石英玻璃管為中心環(huán) 形布置，反應(yīng)液由環(huán)噴管向中央石英玻璃管噴射，即，反應(yīng)液由外向內(nèi)噴射，經(jīng)可見光源照 射后釋放出羥基自由基+0H、超氧負(fù)離子自由基+ CV和空穴h+，然后與自下而上流動(dòng)的煙氣中 的H#發(fā)生氧化反應(yīng)，將Hf氧化成Hg2+，Hg2+易溶于水，在反應(yīng)器內(nèi)被反應(yīng)液吸收，最終排放， 脫汞后的煙氣從反應(yīng)器頂端設(shè)置的排氣口排出。
[0020] 5、本發(fā)明的脫汞裝置的反應(yīng)器的下部設(shè)置布?xì)庀?，布?xì)庀涞捻敯迳暇鶆蛟O(shè)置有布 氣孔，燃煤煙氣從進(jìn)氣管進(jìn)入布?xì)庀?，然后通過頂板上的布?xì)饪拙鶆蛳蛏狭鲃?dòng)，從而增大煙 氣在反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)時(shí)間，使煙氣在反應(yīng)器內(nèi)分布均勾，從而充分的與復(fù)合型催化劑發(fā)生 光化學(xué)反應(yīng)，保證煙氣中的汞被徹底脫除。
[0021 ] 6、本發(fā)明的脫汞裝置設(shè)置循環(huán)栗，循環(huán)栗使反應(yīng)液在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，反應(yīng)液 被多次循環(huán)利用，反應(yīng)液中的復(fù)合型催化劑被充分利用，因此本發(fā)明煙氣脫汞裝置脫汞成 本低。
[0022] 7、本發(fā)明的環(huán)噴管以中央石英玻璃管為中心自上而下螺旋盤繞設(shè)置，或者環(huán)噴管 以中央石英玻璃管為中心分多層環(huán)形設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)壁上，不論自上而下螺旋盤繞設(shè)置， 還是多層環(huán)形設(shè)置，都能夠使反應(yīng)液多層噴灑后與待處理煙氣