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CN105327614B - 联合脱除燃煤烟气中SO2、NOX和Hg污染物的方法 - Google Patents

联合脱除燃煤烟气中SO2、NOX和Hg污染物的方法 Download PDF

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Abstract

一种联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg污染物的方法，在固相催化氧化催化剂前的烟气中喷入强氧化剂，然后烟气再经过固相催化氧化催化剂床层进行氧化；固相催化氧化催化剂床层内装有固体催化剂，该固体催化剂由二氧化钛载体、主催化剂V2O5以及助催化剂CeO2、Fe2O3和Co2O3中的一种或两种以上混合物任意比例的混合物组成；该方法对烟气中SO2、NO和单质汞的氧化效率可达75‑80％以上。本发明的优点是：该方法利用强氧化剂协同多相催化剂联合氧化烟气中SO2，NOx和Hg0多污染物，实现了多污染物在一个系统内的联合高效率氧化，从而为后续高效率脱除提供了必要条件。

Description

联合脱除燃煤烟气中SO2、NOX和Hg污染物的方法
技术领域
本发明属于环境技术领域，具体涉及一种联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg污染物的方法。
背景技术
我国的能源结构以煤炭为主，煤炭的燃烧为我国提供约70％的一次能源。煤炭燃烧排放主要的气态污染物包括SO2、NOx和汞等，在常规的燃烧状态下，硫主要以SO2方式排放，NOx的主要排放方式是NO(NO占90％以上)。燃煤烟气中的汞有三种形态：单质汞(Hg0)、氧化态汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hgp)，燃煤烟气中单质汞是烟气汞的主要形式。氧化态汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hgp)容易被湿法系统脱除，但单质汞(Hg0)由于挥发性高，很难被脱除。目前SO2的处理方法一般是采用碱性物质吸收的方法，分为湿法和干法脱硫，湿法脱硫效率高于干法。氮氧化物的处理方法有低NOx燃烧、选择性非催化还原方法(SNCR)和选择性催化还原方法(SCR)，其中SCR是目前脱硝效率最高的方法。商业中普遍采用向烟气中喷射活性炭来吸附汞，但由于烟气中汞浓度很低，需要消耗大量的活性炭。采用各自独立方案能使SO2、NOx和汞气态污染物在各自的处理系统中得到高效脱除，但带来的一个明显的缺点是各个系统相互独立、整套工艺复杂、占地面积大、一次投资和运行成本高，给电厂或能源部门带来很大的经济压力。所以实现SO2、NOx和汞气态污染物的联合脱除是燃煤烟气污染治理技术领域发展的必然趋势。
针对烟气中SO2，NOx和Hg0的催化氧化存在共性的原理，本发明公开一种利用强氧化剂(O3和/或H2O2)协同多相催化剂联合氧化烟气(200-300℃)中SO2，NOx和Hg0多污染物的方法。本发明的创新点是利用强氧化剂(O3和/或H2O2)协同多相催化剂联合氧化烟气(200-300℃)中SO2，NOx和Hg0多污染物，和传统的方法比较，该发明实现了多污染物在一个系统内的联合高效率氧化，从而为后续高效率脱除提供了必要条件。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg污染物的方法，该方法利用强氧化剂耦合固相催化氧化实现烟气SO2，NOx和Hg0多污染物联合氧化，为后续高效率脱除提供了必要条件。
本发明的技术方案：
一种联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg污染物的方法，利用强氧化剂耦合固相催化氧化实现烟气SO2，NOx和Hg0多污染物联合氧化，具体方法是：在固相催化氧化催化剂前的烟气中喷入强氧化剂，喷入的强氧化剂量与当量化学量的质量比为0.5-0.9：1，所述强氧化剂为O3、H2O2或O3与H2O2的混合气体，O3与H2O2的混合气体中O3与H2O2的摩尔比为1：9-9：1，然后烟气再经过固相催化氧化催化剂床层进行氧化；固相催化氧化催化剂床层内装有固体催化剂，该固体催化剂由二氧化钛载体、主催化剂V2O5以及助催化剂CeO2、Fe2O3和Co2O3中的一种或两种以上混合物任意比例的混合物组成，固体催化剂中各组分的质量百分比为主催化剂为V2O510-15％，助催化剂为5-10％，二氧化钛载体为余量；当催化床内反应温度为200-300℃时，该方法对烟气中SO2、NO和单质汞的氧化效率分别为80％、80％和75％以上。
本发明的优点是：该方法利用强氧化剂协同多相催化剂联合氧化烟气中SO2，NOx和Hg0多污染物，实现了多污染物在一个系统内的联合高效率氧化，从而为后续高效率脱除提供了必要条件。
具体实施方式
实施例1：
一种联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg污染物的方法，具体方法是：在固相催化氧化催化剂前的烟气中喷入强氧化剂O3气体，喷入的强氧化剂O3气体量与当量化学量的质量比为0.9：1，然后烟气再经过固相催化氧化催化剂床层进行氧化；固相催化氧化催化剂床层内装有固体催化剂，该固体催化剂由二氧化钛载体、主催化剂V2O5和助催化剂CeO2、Fe2O3或Co2O3组成，固体催化剂中各组分的质量百分比为主催化剂为V2O515％，助催化剂CeO2为5％，二氧化钛载体为80％；当催化床内反应温度为200-300℃时，该方法对烟气中SO2、NO和单质汞的氧化效率分别为84％、85％和90％。
实施例2：
一种联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg污染物的方法，具体方法是：在固相催化氧化催化剂前的烟气中喷入强氧化剂H2O2气体，喷入的强氧化剂H2O2气体量与当量化学量的质量比为0.9：1，然后烟气再经过固相催化氧化催化剂床层进行氧化；固相催化氧化催化剂床层内装有固体催化剂，该固体催化剂由二氧化钛载体、主催化剂V2O5和助催化剂CeO2、Fe2O3或Co2O3组成，固体催化剂中各组分的质量百分比为主催化剂为V2O515％，助催化剂CeO2为10％，二氧化钛载体为75％；当催化床内反应温度为200-300℃时，该方法对烟气中SO2、NO和单质汞的氧化效率分别为88％、89％和85％。
实施例3：
一种联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg污染物的方法，具体方法是：在固相催化氧化催化剂前的烟气中喷入强氧化剂O3与H2O2混合气体，喷入的强氧化剂O3与H2O2混合气体量与当量化学量的质量比为0.9：1，O3与H2O2混合气体中O3与H2O2的摩尔比为1:1；然后烟气再经过固相催化氧化催化剂床层进行氧化；固相催化氧化催化剂床层内装有固体催化剂，该固体催化剂由二氧化钛载体、主催化剂V2O5和助催化剂CeO2、Fe2O3和Co2O3组成，固体催化剂中各组分的质量百分比为主催化剂为V2O515％，助催化剂CeO2、Fe2O3和Co2O3均为5％，二氧化钛载体为70％；当催化床内反应温度为200-300℃时，该方法对烟气中SO2、NO和单质汞的氧化效率分别为91％、92％和80％。
实施例4：
一种联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg污染物的方法，具体方法是：在固相催化氧化催化剂前的烟气中喷入强氧化剂O3与H2O2混合气体，喷入的强氧化剂O3与H2O2混合气体量与当量化学量的质量比为0.5：1，O3与H2O2混合气体中O3与H2O2的摩尔比为1:1；然后烟气再经过固相催化氧化催化剂床层进行氧化；固相催化氧化催化剂床层内装有固体催化剂，该固体催化剂由二氧化钛载体、主催化剂V2O5和助催化剂Fe2O3和Co2O3组成，固体催化剂中各组分的质量百分比为主催化剂为V2O510％，助催化剂Fe2O3为10％、Co2O3为5％，二氧化钛载体为75％；当催化床内反应温度为200-300℃时，该方法对烟气中SO2、NO和单质汞的氧化效率分别为80％、81％和75％。

Claims (1)

1.一种联合脱除燃煤烟气中SO2、NOx和Hg污染物的方法，其特征在于：利用强氧化剂耦合固相催化氧化实现烟气SO2，NOx和Hg0多污染物联合氧化，具体方法是：在固相催化氧化催化剂前的烟气中喷入强氧化剂，喷入的强氧化剂量与当量化学量的质量比为0.5-0.9：1，所述强氧化剂为O3、H2O2或O3与H2O2的混合气体，O3与H2O2的混合气体中O3与H2O2的摩尔比为1：9-9：1，然后烟气再经过固相催化氧化催化剂床层进行氧化；固相催化氧化催化剂床层内装有固体催化剂，该固体催化剂由二氧化钛载体、主催化剂V2O5以及助催化剂组成，其中助催化剂为CeO2、Fe2O3和Co2O3中的一种或两种以上任意比例的混合物，固体催化剂中各组分的质量百分比为主催化剂为V2O510-15％，助催化剂为5-10％，二氧化钛载体为余量；当催化床内反应温度为200-300℃时，该方法对烟气中SO2的氧化效率为80％、对NO的氧化效率为80％、以及对单质汞的氧化效率为75％以上。
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