一种基于紫外辐照强化的次氯酸盐同时脱硫脱硝脱颗粒物方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于大气污染防治技术领域，具体涉及一种基于紫外辐照强化的次氯酸盐 同时脱硫脱硝脱颗粒物方法及装置。
【背景技术】
[0002] 化石燃料燃烧过程中产生大量的有害气体(如302、勵、勵2、?1、!1(：等)对大气环境造 成了严重污染。随着工业化进程发展，燃用化石燃料所排放的大量有害气体逐年累积，造成 区域性大气污染问题日趋明显，部分地区频繁出现诸如酸雨、光化学烟雾、雾霾等恶劣天 气，危及人体健康与生态平衡。
[0003] 据我国环保部统计，2013年，全国年排放废气中S02排放量为2043.9万吨（工业S〇2 排放量为1835.2万吨、城镇生活S〇2放量为208.5万吨），N0 X排放量为2227.4万吨(工业ΝΟχ排 放量为1545.6万吨、城镇生活ΝΟχ排放量为40.7万吨、机动车ΝΟχ排放量为640.6万吨），PM排 放量为1278.1万吨（工业PM排放量为1094.6万吨、城镇生活PM排放量为123.9万吨、机动车 PM排放量为59.4万吨）。相比2012年，S〇2排放量总体下降3.48 %、N0X排放量总体下降 4.72%，但是环境形势依然严峻，主要污染物总量仍然较高，大气污染治理任务艰巨。为此， 近年来，我国出台或修订了多部有关各类大气污染源排放控制的法律法规，逐步推进烟气 中主要有害污染物的总量减排。
[0004] 在过去数十年间，虽然大量的烟气净化技术得以投入使用，但传统的烟气脱硫、脱 硝技术仅针对单一污染物为脱除目标。例如，针对陆地烟气处理，应用较为广泛的烟气脱 硫、脱硝技术分别是石灰-石膏湿法烟气脱硫技术与选择性催化还原脱硝技术。然而，随着 人们环保意识的增强，烟气中越来越多有害组分的排放受到约束，依靠传统技术的两两联 合、简单叠加虽可以满足环保要求，但却会带来系统复杂度高，占地面积大，投资与运行成 本高等问题。尤其针对发展中国家，为满足环保要求，采用高投入、低收益的传统烟气净化 技术将严重制约工业发展速度。
[0005] 综上，开发高效、经济、环保的烟气同时脱硫、脱硝、脱颗粒物技术将是当前及未来 一段时间内技术发展的主要方向，开发一套系统或一个反应装置实现多污染物的一体化脱 除，则将有望大大降低系统复杂度与占地面积，进而减少系统的投资与运行成本。
[0006] 近年来，国内外有关烟气中多污染物一体化脱除技术的研究发展迅速，其中以湿 法洗涤技术为代表，已经形成许多专利技术产品。由于烟气ΝΟχ中90%以上成分是难溶于水 的Ν0,因此实现湿法同时脱硫脱硝的关键问题之一是寻找适宜的氧化剂将Ν0气体快速转化 为易溶于水的N〇2,从而实现高效脱除。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、等离子体发生器复杂等问题；公开号 CN103349907A《烟气脱硫脱硝系统》和公开号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N0氧化，但由于光催化剂制备工艺复杂，且气固反应过 程催化剂表面易脏堵失活，因此限制了催化剂的脱硫脱硝效率;公开号CN204275786《一种 烟气脱硫脱硝装置》公开了基于电子加速器与紫外线发生器共同作用的辐照反应器，实现 NO氧化脱硝，降低了传统单纯电子束脱硝的功耗，但是系统复杂程度随之提升，操作管理难 度增加；公开号CN204365118《一种基于光激发臭氧联合湿法洗涤的同时脱硫脱硝系统》公 开了一种基于臭氧在紫外光激发下产生强氧化性原子氧将烟气中SOdPNO氧化为溶解度高 的气态产物，进而湿法洗涤吸收的技术，该技术脱除过程洁净环保，但随着臭氧消耗量增 大，装置功耗会显著增加。
【发明内容】
[0007] 根据上述提出的技术问题，而提供一种基于紫外辐照强化的次氯酸盐同时脱硫脱 硝脱颗粒物方法。
[0008] 本发明采用的技术手段如下：
[0009] -种基于紫外辐照强化的次氯酸盐同时脱硫脱硝脱颗粒物方法，具有如下步骤：
[0010] S1、次氯酸盐水溶液形成雾化气溶胶；
[0011] S2、S1中得到的雾化气溶胶经紫外光辐照，雾化气溶胶中的次氯酸盐发生光分解 反应生成强氧化性R0S自由基；
[0012] S3、S2中得到的雾化气溶胶与烟气充分混合，将烟气中的低价态有害气体氧化成 高价态的气态产物或者对应的含氧酸盐，烟气中的细微颗粒则被S2中得到的雾化气溶胶吸 附，
[0013] 步骤S3中的反应过程为烟气中的低价态有害气体与S2中得到的雾化气溶胶发生 迅速的气液传质过程，并被氧化吸收，细微颗粒物则与S2中得到的雾化气溶胶发生碰撞，并 由液桥作用被粘附在胶体颗粒表面，进而逐渐团聚长大，其中，S2中得到的雾化气溶胶中含 有强氧化性R0S自由基，主要包括OH·，0 3-，0(3P)与C10·;
[0014] S4、经S3处理后的烟气和经S3反应后的雾化气溶胶经湿法洗涤处理，吸收雾化气 溶胶以及由低价态有害气体氧化成的高价态的气态产物或者对应的含氧酸盐；
[0015] S5、经S4处理后的烟气经除雾器除去水雾后排入大气。
[0016] 通过雾化气溶胶预氧化处理与碱液湿法洗涤协同作用，可以较为彻底地脱除烟气 中S0x、N0x与PM等有害成分，实现烟气多污染物综合处理目标。
[0017] 所述次氯酸盐水溶液的溶质为NaC10、Ca(C10)2、KC10中的一种或多种，所述次氯 酸盐水溶液的溶质质量分数为0.1-1%，所述次氯酸盐水溶液的pH值为5-7。
[0018] 所述步骤S1中的次氯酸盐水溶液通过超声或高速气流冲击作用形成雾化气溶胶。
[0019] 雾化气溶胶的胶体颗粒粒径为10-1 ΟΟμπι。
[0020]所述步骤S2中所述紫外光的光源的有效波长范围为175-400nm。
[0021] 所述步骤S2中所述紫外光辐照的时间为l_5s。
[0022] 所述湿法洗涤处理中的碱液的溶质包括似0!1工&(0!1)2、1(0!1工 &0)3和0&(0!〇2中的 一种或多种，即本申请中所述湿法洗涤处理中使用的液体为碱液。
[0023] 所述步骤S5中还包括将步骤S4处理后得到的废液经离心分离净化器净化处理，得 到的固体颗粒等杂质存储到污泥柜中，而含有高浓度的硫酸盐、硝酸盐的废液则回收处理。 [0024]本发明的方法基于的原理及反应过程如下：
[0025] 在紫外光辐照作用下，次氯酸盐光分解反应生成羟基自由基(HO'）、氧化氯自由基 (CIO'）等强氧化剂，具体的化学反应方程式如下：
[0026] HOCl+hv^HO'+Cl· (1)
[0027] OCr+hv-O.-+C1· (2)
[0028] 〇··.十 Η20 η ΟΗ·十 OH- (3 )
[0029] 0cr+hv^cr+0(3p) (4)
[0030] H0.+HC10-C10.+H20 (5)
[0031] C1.+HC10-H++C1-+C10· (6)
[0032] C1.+0C1-4C1-+C10. (7)
[0033] H0.+0C1--C10.+H0- (8)
[0034] 〇.-+〇2^〇3- (9)
[0035] 2C10^Cl2〇2 (1〇)
[0036] CI2O2+H2O4CIO2-+0C1-+2H+ (11)
[0037] CI2O2+CIO2--C103-+CI2O (12)
[0038] Cl2〇2-Cl2+〇2 (13)
[0039] 由上述化学反应（1-13)可知，次氯酸盐光分解生成大量强氧化性R0S自由基（如 HO·、〇3-、C10·、0(3P)等），这些强氧化性物质与有害气体成分(如s〇2、N〇等)发生氧化还原反 应，方程式如下：
[0040] CIO' + NO ^ CINO： (14)
[0041] ClN〇2-Cl.+N〇2 (15)
[0042] ΝΟ+ΟΗ·-Η++Ν〇2- (16)
[0043] ΝΟ+ΟΗ·-Ν〇2+Η· (17)
[0044] S〇2 +Η20 ^ HSQ3_ + Η+ (18)
[0045] S〇2+OH*^S〇3+H· (19)
[0046] 此外，由于H0Cl/0Cr自身也具有一定的氧化性，因此在液相条件下，会将S0x与 N0x氧化为对应的硫酸盐和硝酸盐，具体反应如下：
[0047] NO + HOCI η NCh + HCI (加）
[0048] 3N〇2+H20^2HN〇3+NO (21)
[0049] 2N〇2+H2O^HN〇3+HN〇2 (22)
[0050] 3HN〇2^HN〇3+H20+2NO (23)
[0051] NO2-+HC10-N03-+HC1 (24)
[0052] N0+0C1 ^N02+Cr (25)
[0053] S〇2+HOCl^S〇3+HCl (26)
[0054] S〇3+H2O^H2S〇4 (27)
[0055] 本发明还公开了一种基于紫外辐照强化的次氯酸盐同时脱硫脱硝脱颗粒物装置， 包括盛有次氯酸盐水溶液的存储柜，所述存储柜的出口与雾化器的入口连通，所述雾化器 的出口与混合器连通，所述混合器上设有与烟气排放源连通的烟气入口，与所述雾化器的 出口连通的所述混合器的入口和与洗涤塔的入口连通的所述混合器的出口，所述烟气入 口、所述混合器的入口和所述混合器的出口沿烟气流向方向依次排列，所述洗涤塔的上端 设有烟气排放口，所述洗涤塔的下端与盛有碱液的储液槽连通，所述洗涤塔内靠近所述烟 气排放口的一端设有除雾器，所述洗涤塔内还设有喷淋装置，所述喷淋装置位于所述除雾 器与所述储液槽之间，所述喷淋装置通过供给栗与所述储液