一种基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法与流程

本发明涉及烟气处理技术领域，具体涉及一种基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法。

背景技术

烟气是气体和烟尘的混合物，是污染居民区大气的主要原因。烟气的成分很复杂，气体中包括水蒸汽、h2s、so2、n2、o2、co、co2碳氢化合物以及氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染。烟尘对人体的危害性与颗粒的大小有关，对人体产生危害的多是直径小于10微米的飘尘，尤其以1-2.5微米的飘尘危害性最大。对人体的危害一方面取决于污染物质的组成、浓度、持续时间及作用部位，另一方面取决于人体的敏感性。烟气浓度高是可引起急性中毒，表现为咳嗽、咽痛、胸闷气喘、头痛、眼睛刺痛等，严重者可死亡。最常见的是慢性中毒，引起刺激呼吸道粘膜导致慢性支气管炎等。

烟气中含有的硫化氢为有害气体，其分子式为h2s，分子量为34.076，标准状况下是一种易燃的酸性气体，无色，低浓度时有臭鸡蛋气味，有毒。其水溶液为氢硫酸。分子量为34.08，蒸汽压为2026.5kpa/25.5℃，闪点为<-50℃，熔点是-85.5℃，沸点是-60.4℃，相对密度为(空气＝1)1.19。能溶于水，易溶于醇类、石油溶剂和原油。燃点为292℃。硫化氢为易燃危化品，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。硫化氢是一种重要的化学原料。

在申请号为cn201510191673.4的专利文件中提供了一种基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法，所述的方法是采用紫外光协同催化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基作为氧化剂，在撞击床中氧化脱除烟气中的硫化氢。来自排放源的烟气与催化剂颗粒混合后分别由同轴对向布置的高速喷嘴喷入撞击床。与此同时，过氧化物溶液通过雾化器喷入撞击床内，三股气液固混合物在撞击床内发生充分混合，传质速率大大提高。紫外光协同催化剂分解过氧化物产生强氧化性的羟基或硫酸根自由基氧化脱除硫化氢，反应产生的硫酸溶液进入后处理系统生成硫酸铵肥料；该系统能对硫化氢进行有效地脱除，且产物可回收利用，具有广阔的开发前景。

上述专利文件虽然能对硫化氢进行有效地脱除，且产物可回收利用，具有广阔的开发前景。但是其不能对含有硫化氢的烟气中的灰尘进行有效的过滤，而且其在脱除硫化氢的过程中需要用到调温器、混合器和撞击床等设备，成本较高，工艺也比较复杂。另外，硫化氢、过氧化物溶液和催化剂之间接触的时间较短，不能将硫化氢充分氧化，未被氧化的硫化氢排入到空气中，会对空气造成污染。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明提供了一种基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法，用于解决背景技术中所提出的技术问题。

为了达到上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法，包括如下步骤：

s1：将来自排放源的烟气通过位于脱除罐左端面上部的进气管和抽气泵引入到脱除罐中，其中抽气泵的左部设有双向接头，所述双向接头的内部从左至右依次设有第一滤网和第二滤网，通过第一滤网和第二滤网对烟气进行过滤处理；

s2：将过氧化物溶液通过位于脱除罐顶部的喷淋头引入脱除罐内部；其中过氧化物为浓度为0.6～1.4mol/l、ph为2.0～5.5的过硫酸钠或浓度为0.8～1.8mol/l、ph为2.5～6.0的过硫酸钾；

s3：将催化剂加入位于脱除罐右端面上部的进料斗中，进料斗与其底部的进料管相导通，且进料斗的右侧设有抽气泵，通过抽气泵将催化剂吹入脱除罐内；

s4：将位于脱除罐内部左右两侧的紫外灯的电路接通，并启动位于脱除罐右端面下方的抽气泵；其中紫外灯产生的紫外光的有效辐射强度为20～30μw/cm²，紫外线有效波长为240～260nm；

s5：经过第一滤网和第二滤网过滤处理的烟气、喷淋头中的过氧化物溶液和通过抽气泵吹入脱除罐内的催化剂相互混合后，在位于脱除罐右端面下方的抽气泵的作用下三者的混合物汇聚在锥形料斗中，然后流入锥形料斗底部的透明螺旋管中；

s6：打开脱除罐底部的阀门，将硫化氢被氧化后所得的硫酸收集，并通过位于脱除罐右端面下方的抽气泵将脱除罐内部的气体抽出。

优选的，所述s1中的双向接头和其两端的进气管螺纹连接。

优选的，所述s1中的第一滤网的孔径大于第二滤网的孔径。

优选的，所述s2中喷淋头的上部和进料斗的下部均设有流量控制阀。

优选的，所述s2中烟气与过氧化物的有效液气比为0.5～3.5l/m³。

优选的，所述s3中催化剂选用二氧化钛或二氧化锰。

优选的，所述s5中透明螺旋管与脱除罐的内壁质检通过连接板相连接。

采用上述的技术方案，本发明达到的有益效果是：

本发明不仅能对含有硫化氢的烟气中的灰尘进行有效的过滤，减小进气管堵塞现象发生的几率，提高了对硫化氢的脱除效率。而且在脱除硫化氢的过程中不需要用到调温器、混合器和撞击床等设备，成本较低，脱除硫化氢的工艺也比较简单，操作也比较方便和快捷。再者，硫化氢、过氧化物溶液和催化剂之间接触的时间较长，能将硫化氢充分氧化，保护空气不被硫化氢污染。同时还能对硫化氢氧化后所得的硫酸进行收集，实现变废为宝的目的，在脱除罐右端面下方抽气泵的作用下，能加快脱除罐内气体的流动速度，使得脱除硫化氢的效率得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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他的附图。

图1是本发明的内部结构示意图；

图2是本发明的局部结构示意图。

图中：1-进气管、2-抽气泵、3-脱除罐、4-双向接头、5-第一滤网、6-第二滤网、7-喷淋头、8-进料斗、9-进料管、10-紫外灯、11-锥形料斗、12-透明螺旋管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

实施例1：

一种基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法，包括如下步骤：

s1：将来自排放源的烟气通过位于脱除罐3左端面上部的进气管1和抽气泵2引入到脱除罐3中，其中抽气泵2的左部设有双向接头4，所述双向接头4的内部从左至右依次设有第一滤网5和第二滤网6，通过第一滤网5和第二滤网6对烟气进行过滤处理；

s2：将过氧化物溶液通过位于脱除罐3顶部的喷淋头7引入脱除罐3内部；其中过氧化物为浓度为0.6mol/l、ph为2.0的过硫酸钠或浓度为0.8mol/l、ph为2.5的过硫酸钾；

s3：将催化剂加入位于脱除罐3右端面上部的进料斗8中，进料斗8与其底部的进料管9相导通，且进料斗8的右侧设有抽气泵2，通过抽气泵2将催化剂吹入脱除罐3内；

s4：将位于脱除罐3内部左右两侧的紫外灯10的电路接通，并启动位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2；其中紫外灯10产生的紫外光的有效辐射强度为20μw/cm²，紫外线有效波长为240nm；

s5：经过第一滤网5和第二滤网6过滤处理的烟气、喷淋头7中的过氧化物溶液和通过抽气泵2吹入脱除罐3内的催化剂相互混合后，在位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2的作用下三者的混合物汇聚在锥形料斗11中，然后流入锥形料斗11底部的透明螺旋管12中；

s6：打开脱除罐3底部的阀门，将硫化氢被氧化后所得的硫酸收集，并通过位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2将脱除罐3内部的气体抽出。

s2中烟气与过氧化物的有效液气比为0.5l/m³。

s3中催化剂选用二氧化钛。

实施例2：

一种基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法，包括如下步骤：

s1：将来自排放源的烟气通过位于脱除罐3左端面上部的进气管1和抽气泵2引入到脱除罐3中，其中抽气泵2的左部设有双向接头4，所述双向接头4的内部从左至右依次设有第一滤网5和第二滤网6，通过第一滤网5和第二滤网6对烟气进行过滤处理；

s2：将过氧化物溶液通过位于脱除罐3顶部的喷淋头7引入脱除罐3内部；其中过氧化物为浓度为1.0mol/l、ph为3.5的过硫酸钠或浓度为1.0mol/l、ph为3.5的过硫酸钾；

s3：将催化剂加入位于脱除罐3右端面上部的进料斗8中，进料斗8与其底部的进料管9相导通，且进料斗8的右侧设有抽气泵2，通过抽气泵2将催化剂吹入脱除罐3内；

s4：将位于脱除罐3内部左右两侧的紫外灯10的电路接通，并启动位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2；其中紫外灯10产生的紫外光的有效辐射强度为25μw/cm²，紫外线有效波长为245nm；

s5：经过第一滤网5和第二滤网6过滤处理的烟气、喷淋头7中的过氧化物溶液和通过抽气泵2吹入脱除罐3内的催化剂相互混合后，在位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2的作用下三者的混合物汇聚在锥形料斗11中，然后流入锥形料斗11底部的透明螺旋管12中；

s6：打开脱除罐3底部的阀门，将硫化氢被氧化后所得的硫酸收集，并通过位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2将脱除罐3内部的气体抽出。

s2中烟气与过氧化物的有效液气比为1.5l/m³。

s3中催化剂选用二氧化钛。

实施例3：

一种基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法，包括如下步骤：

s1：将来自排放源的烟气通过位于脱除罐3左端面上部的进气管1和抽气泵2引入到脱除罐3中，其中抽气泵2的左部设有双向接头4，所述双向接头4的内部从左至右依次设有第一滤网5和第二滤网6，通过第一滤网5和第二滤网6对烟气进行过滤处理；

s2：将过氧化物溶液通过位于脱除罐3顶部的喷淋头7引入脱除罐3内部；其中过氧化物为浓度为1.2mol/l、ph为4.5的过硫酸钠或浓度为1.5mol/l、ph为5.0的过硫酸钾；

s3：将催化剂加入位于脱除罐3右端面上部的进料斗8中，进料斗8与其底部的进料管9相导通，且进料斗8的右侧设有抽气泵2，通过抽气泵2将催化剂吹入脱除罐3内；

s4：将位于脱除罐3内部左右两侧的紫外灯10的电路接通，并启动位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2；其中紫外灯10产生的紫外光的有效辐射强度为28μw/cm²，紫外线有效波长为255nm；

s5：经过第一滤网5和第二滤网6过滤处理的烟气、喷淋头7中的过氧化物溶液和通过抽气泵2吹入脱除罐3内的催化剂相互混合后，在位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2的作用下三者的混合物汇聚在锥形料斗11中，然后流入锥形料斗11底部的透明螺旋管12中；

s6：打开脱除罐3底部的阀门，将硫化氢被氧化后所得的硫酸收集，并通过位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2将脱除罐3内部的气体抽出。

s2中烟气与过氧化物的有效液气比为2.5l/m³。

s3中催化剂选用二氧化锰。

实施例4：

一种基于光催化喷淋的硫化氢脱除方法，包括如下步骤：

s1：将来自排放源的烟气通过位于脱除罐3左端面上部的进气管1和抽气泵2引入到脱除罐3中，其中抽气泵2的左部设有双向接头4，所述双向接头4的内部从左至右依次设有第一滤网5和第二滤网6，通过第一滤网5和第二滤网6对烟气进行过滤处理；

s2：将过氧化物溶液通过位于脱除罐3顶部的喷淋头7引入脱除罐3内部；其中过氧化物为浓度为1.4mol/l、ph为5.5的过硫酸钠或浓度为1.8mol/l、ph为6.0的过硫酸钾；

s3：将催化剂加入位于脱除罐3右端面上部的进料斗8中，进料斗8与其底部的进料管9相导通，且进料斗8的右侧设有抽气泵2，通过抽气泵2将催化剂吹入脱除罐3内；

s4：将位于脱除罐3内部左右两侧的紫外灯10的电路接通，并启动位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2；其中紫外灯10产生的紫外光的有效辐射强度为30μw/cm²，紫外线有效波长为260nm；

s5：经过第一滤网5和第二滤网6过滤处理的烟气、喷淋头7中的过氧化物溶液和通过抽气泵2吹入脱除罐3内的催化剂相互混合后，在位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2的作用下三者的混合物汇聚在锥形料斗11中，然后流入锥形料斗11底部的透明螺旋管12中；

s6：打开脱除罐3底部的阀门，将硫化氢被氧化后所得的硫酸收集，并通过位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2将脱除罐3内部的气体抽出。

s2中烟气与过氧化物的有效液气比为3.5l/m³。

s3中催化剂选用二氧化锰。

在对烟气进行脱除硫化氢时，通过抽气泵2将烟气通过进气管1并最终进入脱除罐3内，此时烟气中的灰尘或粉尘等固体颗粒在第一滤网5和第二滤网6的作用下被二次过滤，减小进气管1堵塞现象发生的几率，提高了对硫化氢的脱除效率。当烟气进入脱除罐3内后，开启紫外灯10，将过氧化物溶液通过位于脱除罐3顶部的喷淋头7引入脱除罐3内部，同时将催化剂加入位于脱除罐3右端面上部的进料斗8中并通过抽气泵2将催化剂吹入脱除罐3内，并在位于脱除罐3右端面下方的抽气泵2的作用下三者的混合物汇聚在锥形料斗11中，然后流入锥形料斗11底部的透明螺旋管12中，通过紫外灯10发射的紫外光对透明螺旋管12内的三者混合物进行照射，三者混合物在透明螺旋管12内流动时，能有效延长硫化氢、过氧化物溶液和催化剂之间接触的时间，能将硫化氢充分氧化，保护空气不被硫化氢污染。同时还能对硫化氢氧化后所得的硫酸进行收集，实现变废为宝的目的。而且在脱除硫化氢的过程中不需要用到调温器、混合器和撞击床等设备，成本较低，脱除硫化氢的工艺也比较简单，操作也比较方便和快捷。在脱除罐3右端面下方抽气泵2的作用下，能加快脱除罐3内气体的流动速度，使得脱除硫化氢的效率得到提高。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。