一種光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的方法及裝置，來自鍋爐的含汞煙氣進入光輻射吸附洗滌床中并與吸附反應柱上的活性碳纖維接觸。氯氣在水中形成次氯酸溶液。反應柱上的活性碳纖維通過旋轉浸入溶液后在表面上附有次氯酸。在紫外光輻射下，吸附在活性碳纖維表面的次氯酸分解產生高活性氯原子和羥基。煙氣中的汞與羥基發生氧化反應，并且被固定在活性碳纖維表面。反應柱旋轉并再次浸入溶液后，吸附在上面的汞氧化產物脫落后進入溶液，完成持續不斷的脫汞和洗滌過程。脫汞氧化產物沉淀分離后回收利用。煙氣中殘留的氯氣被吸收分離并循環再利用。該系統具有極強的氧化性，脫汞率達100％，且脫除過程無二次污染，具有廣闊的市場應用前景。
【專利說明】
-種光福射氯原子和哲基脫除煙氣末的方法及裝置
技術領域
[0001] 本發明設及燃燒煙氣污染物控制領域，具體設及一種光福射氯原子和徑基脫除煙 氣隸的方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 隸是一種劇毒性的重金屬痕量元素，對人體健康和生態環境具有極大的危害。我 國是世界第一大煤炭消費國，能源結構中煤炭的比例高達75%，并且運種格局在今后相當 長的一段時間內仍不會有大的改變。隨著燃煤污染物大氣環保標準的日益嚴格，預計在不 久的將來，燃煤煙氣隸污染控制標準的出臺將是必然趨勢。國內外學者在研究脫隸新理論 和新技術領域做了大量卓有成效的工作。目前，在眾多脫隸方法中，吸附劑吸附和濕法洗涂 被認為是燃煤煙氣脫隸領域的兩個最有發展潛力的主流脫隸技術。濕法洗涂脫隸技術中研 究最多的是應用現有的濕法煙氣脫硫系統聯合洗涂脫隸。該技術可W實現較高的Hg2+(g)脫 除率，但是對難溶的化e(g)沒有明顯的脫除效果，部分氧化態隸還可能被還原為單質隸。不 少學者嘗試用一些氧化技術在脫硫塔前將煙氣中的叱<^(肖)先氧化為化2+(肖），然后再用濕法 煙氣脫硫系統洗涂脫除Hg2+(g)。目前研究較多的選擇性催化還原(SCR)催化氧化脫隸可實 現部分叱<^(肖)轉化為叱2+(肖），但脫隸效果受到燃煤組分、催化劑類型、燃燒方式^及燃燒器 結構的明顯影響，相關催化氧化機理仍不十分清楚。其它氧化技術，例如等離子體氧化、光 催化氧化和臭氧氧化等尚處于實驗室探索階段。利用高儘酸鐘、過硫酸鐘和亞氯酸鋼等傳 統氧化劑在吸收塔中氧化吸收化*^(邑)也取得了良好效果，但也存在吸收劑昂貴或產物成分 復雜難處理等不足，相關技術還有待于進一步完善。吸附法主要是通過活性炭或者其它吸 附劑吸附煙氣中的化2+(肖)和化*^扣），先將其轉化為顆粒隸，然后利用現有的除塵設備將其 捕獲而達到脫隸目的。目前研究較多且技術最成熟的活性炭吸附法具有較高的脫隸效率， 但應用成本極高，企業難W承受。綜上所述，目前還沒有一種適合于大規模商業化的燃煤煙 氣脫隸技術。因此，在完善現有脫隸技術的同時，積極開發經濟高效的新型燃煤煙氣脫隸技 術具有重要理論和現實意義。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術中存在不足，為了設計一種適合于大規模商業化的燃煤煙氣脫隸技 術，本發明提供了一種光福射氯原子和徑基脫除煙氣隸的方法及裝置。
[0004] 本發明是通過W下技術手段實現上述技術目的的。
[0005] -種光福射氯原子和徑基脫除煙氣隸的裝置，其特征在于:設有一個光福射吸附 洗涂床，所述光福射吸附洗涂床具有一個密閉的反應器，所述反應器內具有用于盛裝水的 產物分離槽，所述分離槽下部設有產物回收口，所述反應器壁上設有煙氣入口、煙氣出口、 氯氣入口、補液口，所述氯氣入口延伸至反應器內、并與能夠位于液面W下的曝氣管連通， 所述反應器內還設置有裝于側壁上吸附反應柱、裝于反應器頂板上的紫外燈，紫外燈外部 套有石英套管，所述吸附反應柱的表面設有活性碳纖維，吸附反應柱與傳動軸連接、且與反 應器側壁轉動副連接，所述吸附反應柱的下半部分能夠浸泡在液面w下。
[0006] 優選地，還包括超聲清洗裝置，所述超聲清洗裝置是位于液面W下、且位于吸附反 應柱下部的超聲發射器。
[0007] 優選地，所述煙氣出口與氯氣分離塔連接，所述氯氣分離塔與煙畫出口和氯氣入 口連通。
[0008] 優選地，所述吸附反應柱的母線與反應器頂板接觸，兩端面與反應器側板接觸。
[0009] 優選地，所述吸附反應柱的數量為1-6個，紫外燈的數量也為多個，且吸附反應柱 與紫外燈間隔設置。
[0010]優選地，吸附反應柱與紫外燈之間的縱向間距A位于15cm-25cm之間；紫外燈與紫 外燈之間的最佳橫向間距D位于10cm-30cm之間；煙氣入口間距C在15cm-40cm之間；氯氣曝 氣管鼓出的氣泡平均直徑不大于100微米；吸附反應柱母線進入溶液的深度B位于5cm- 10cm;紫外燈及石英套管插入液面W下lOcmW上;超聲發射器與吸附反應柱最底處的端面 保持垂直距離2cm-5cm厘米;吸附反應柱的直徑是30cm-90cm。
[0011] -種光福射氯原子和徑基脫除煙氣隸的方法，其特征在于：
[0012] (1)氯氣由氯氣入口通過氯氣曝氣管噴入水中形成次氯酸溶液，吸附反應柱上的 活性碳纖維通過旋轉浸入次氯酸溶液后會在表面上附有次氯酸;在紫外光福射下，吸附反 應柱的活性碳纖維表面的次氯酸分解產生高活性氯原子和徑基；
[0013] (2)含隸煙氣從煙氣入口進入光福射吸附洗涂床中并與吸附反應柱上的活性碳纖 維接觸，煙氣中的隸會在吸附反應柱上的活性碳纖維表面與徑基發生氧化反應，并且被固 定在活性碳纖維表面；
[0014] (3)當吸附反應柱繼續旋轉并再次浸入溶液后，吸附在活性碳纖維表面的隸氧化 產物脫落后進入溶液，從而完成持續不斷的脫隸和洗涂過程，隸氧化產物沉淀，進入底部的 產物分離槽后會因自身重力原因下沉分離，被回收利用。
[0015] 優選地，所述步驟(3)中隸氧化產物脫落是采用超聲波振蕩方式，所述步驟（1)中 還包括采用氯氣分離塔回收氯氣的過程，回收的氯氣再次通過氯氣入口進入曝氣管。
[0016] 優選地，所述步驟(2)中吸附反應柱呈逆時針方向旋轉，并且吸附反應柱的旋轉切 線速度方向與煙氣流動方向相反。
[0017] 優選地，吸附反應柱的最佳轉速r位于5轉/分鐘-30轉/分鐘之間；煙氣入口 1溫度 不高于200°C，溶液與煙氣的液氣比為lL/m3-25L/m3;氯氣的投加量為0.化(氯氣體積)/m 3(溶液體積)-5.化(氯氣體積)/m3(溶液體積)之間，溶液的抑不高于5.5;溶液溫度一般不高 于65°C;紫外光有效福射強度為30yW/cm2-200yW/cm2;紫外光的有效波長應當保持在180nm- 366nm〇
[0018] 本發明所述的光福射氯原子和徑基脫除煙氣隸的方法，是采用紫外光福射分解次 氯酸產生氯原子和徑基作為隸的氧化劑，在光福射吸附洗涂床中氧化脫除煙氣中的隸。具 體的，來自鍋爐含隸煙氣從煙氣入口進入光福射吸附洗涂床中并與吸附反應柱上的活性碳 纖維接觸。氯氣由氯氣入口通過氯氣曝氣管噴入水中形成次氯酸溶液。吸附反應柱上的活 性碳纖維通過旋轉浸入酸溶液后會在表面上附有次氯酸。在紫外光福射下，吸附反應柱上 的活性碳纖維表面會因次氯酸分解而產生高活性氯原子和徑基。煙氣中的隸會在吸附反應 柱上的活性碳纖維表面與徑基發生氧化反應，并且被固定在活性碳纖維表面。當吸附反應 柱繼續旋轉并再次浸入溶液后，吸附在活性碳纖維表面的隸氧化產物會因為超聲波振蕩脫 落后進入溶液，從而完成持續不斷的脫隸和洗涂過程。脫隸氧化產物主要是氧化隸沉淀，進 入底部的產物分離槽后會因自身重力原因下沉分離，從而被回收利用。煙氣中殘留的氯氣 會被尾部的氯氣分離塔吸收分離并循環再利用。該系統具有極強的氧化性，能夠實現100% 脫隸率，且脫除過程無二次污染。
[0019] 本發明所述的光福射氯原子和徑基脫除煙氣隸的方法及裝置，具有設備簡單、初 投資小、脫隸效率高、整個脫除過程無二次污染等諸多優點，具有廣闊的開發和應用前景。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發明中光福射吸附洗涂床的主視圖及結構示意圖。
[0021 ]圖2是本發明中光福射吸附洗涂床的左視圖及結構示意圖。
[0022] 圖3是本發明中光福射吸附洗涂床的燈管布置結構示意圖。
[0023] 圖4是光福射氯原子和徑基的電子自旋共振光譜圖。
[0024] 圖中；
[0025] 1-煙氣入口，2-氯氣入口，3-煙氣出口，4-曝氣管，5-紫外燈，6-產物回收口，7-補 液口，8-產物分離槽，9-氯氣分離塔，10-吸附反應柱，11-反應器，12-超聲清洗裝置，13-超 聲發射器，14-反應器頂板，15-反應器側壁，16-傳動軸。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖W及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并 不限于此。
[0027] 如圖1所示，本發明所述的光福射氯原子和徑基脫除煙氣隸的方法及裝置，設有一 個光福射吸附洗涂床，所述光福射吸附洗涂床具有一個密閉的反應器11，所述反應器11內 具有用于盛裝水的產物分離槽8,所述分離槽下部設有產物回收口 6,所述反應器11壁上設 有煙氣入口 1、煙氣出口 3、氯氣入口 2、補液口 7,所述氯氣入口 2延伸至反應器11內、并與能 夠位于液面W下的曝氣管4連通，所述反應器11內還設置有裝于側壁上吸附反應柱10、裝于 反應器頂板14上的紫外燈5,紫外燈5外部套有石英套管，所述吸附反應柱10的表面設有活 性碳纖維，吸附反應柱10與傳動軸（16)連接、且與反應器側壁15轉動副連接，所述吸附反應 柱10的下半部分能夠浸泡在液面W下。所述煙氣出口 3與氯氣分離塔9連接，所述氯氣分離 塔9與煙畫出口和氯氣入口 2連通。反應器11內設有超聲清洗裝置12，所述超聲清洗裝置12 是位于液面W下、且位于吸附反應柱10下部的超聲發射器13。
[0028] 如圖2、圖3所示，所述吸附反應柱10的母線與反應器頂板14接觸，兩端面與反應器 側壁15接觸，W防止煙氣從縫隙中逃逸而不是經過活性碳纖維吸附層。根據煙氣流量和隸 入口濃度，吸附反應柱10可W設置為1-6個，通常煙氣流量越大，隸入口濃度越高，吸附反應 柱10數量越多，具體根據現場測試和隸的排放要求來確定吸附反應柱10的數量，太少無法 滿足脫除效率要求，太多會加大反應器11體積，增加系統運行成本。
[0029] 所述的光福射氯原子和徑基脫除煙氣隸的方法是采用紫外光福射分解次氯酸產 生氯原子和徑基作為隸的氧化劑，在光福射吸附洗涂床中氧化脫除煙氣中的隸。來自鍋爐 含隸煙氣從煙氣入口 1進入光福射吸附洗涂床中并與吸附反應柱10上的活性碳纖維接觸。 氯氣由氯氣入口 2通過氯氣曝氣管4噴入水中形成次氯酸溶液。吸附反應柱10上的活性碳纖 維通過旋轉浸入溶液后會在表面上附有次氯酸。在紫外光福射下，吸附反應柱10上的活性 碳纖維表面會因次氯酸分解而產生高活性氯原子和徑基。煙氣中的隸會在吸附反應柱10上 的活性碳纖維表面與徑基發生氧化反應，并且被固定在活性碳纖維表面。當吸附反應柱10 繼續旋轉并再次浸入溶液后，吸附在活性碳纖維表面的隸氧化產物會因為超聲波振蕩脫落 后進入溶液，從而完成持續不斷的脫隸和洗涂過程。脫隸氧化產物主要是氧化隸沉淀，進入 底部的產物分離槽8后會因自身重力原因下沉分離，從而被回收利用。煙氣中殘留的氯氣會 被尾部的氯氣分離塔9吸收分離并循環再利用。
[0030]由圖4所示，采用電子自旋共振光普儀可測定到紫外光福射氯氣水溶液中產生了 氯原子和徑基。因此，紫外光福射分解氯氣水溶液首先是釋放了具有高活性的氯原子和徑 基，具體過程可用如下的化學反應(1)-(6)表示：
[0037]具有活潑性質的徑基可氧化脫除煙氣中的單質隸，具體過程可用如下的化學反應 (7)表不：
[003引 Hg0+· 0H一HgO丄+H · (7)
[0039] 反應產生的氧化隸經過沉淀分離后可作為工業原料回收利用，脫隸過程無二次污 染。
[0040] 在光福射吸附洗涂床內，吸附反應柱10與紫外燈5之間的縱向間距A太大則無法保 證光福射均勻性和福射強度，太小則能耗過高，紫外燈5投入成本大大增加，故吸附反應柱 10與紫外燈5之間的最佳縱向間距A位于15cm-25cm之間。同理，紫外燈5與紫外燈5之間的最 佳橫向間距D位于10cm-30cm之間。煙氣入口 1間距C太大會導致煙氣分布不均勻，太小會造 成煙氣流動素亂，流動阻力增加，故煙氣入口 1最佳間距C在15cm-40cm之間。氯氣曝氣管4鼓 出的氣泡直徑太大無法滿足足夠的氣液接觸面積，故氯氣曝氣管4鼓出的氣泡平均直徑不 大于100微米。吸附反應柱10母線進入溶液的垂直距離或深度B太小無法提供足夠的活性炭 纖維潤濕面積，太長則會降低轉動和隸捕捉效率，因此吸附反應柱10母線進入溶液的最佳 垂直距離或深度B應當位于5cm-10cm。紫外燈5及石英套管應當插入液面W下lOcmW上，W 保證紫外燈5在高溫煙氣沖刷下獲得高效的液相冷卻效果，液體冷卻效率要遠遠高于煙氣 冷卻效果。超聲發射器與吸附反應柱10最底處的端面保持垂直距離2cm-5cm厘米，因為太近 會引發空泡效應，破壞超聲探頭，太遠則降低了清洗振蕩效果。吸附反應柱10必須呈逆時針 方向旋轉，并且吸附反應柱10的旋轉切線速度方向與煙氣流動方向相反，運樣可W保證與 煙氣氣流呈逆流方向，從而強化傳熱傳質，提高捕捉效率。吸附反應柱10的直徑太小會導致 活性碳針維鋪設面積太小，捕捉面積和效率下降，而直徑太大則增加了反應器11體積，故吸 附反應柱10的最佳直徑是30cm-90cm。吸附反應柱10轉速越低，單次旋轉捕捉和反應時間越 長，單次脫除效果提高，但轉速太低會導致系統整體脫除效率下降，因此吸附反應柱10的最 佳轉速r位于5轉/分鐘-30轉/分鐘之間，具體還需要根據現場排放要求和脫除效率來確定 最優化的轉速。
[0041] 煙氣入口 1溫度太高會導致紫外燈5工作效率大大下降，增加溶液的冷卻難度，降 低氯氣的溶解度和利用率，并加劇次氯酸的自分解，故煙氣入口 1溫度不能高于200°C。溶液 與煙氣的液氣比太高會導致單位反應器11的煙氣處理量大幅度增加，進而導致脫除效率下 降，而溶液與煙氣的液氣比太低則會導致反應器11無法充分利用，利用率降低，故溶液與煙 氣的最佳液氣比為lL/m3-25L/m3。氯氣投加量提高可提高溶液中次氯酸的濃度，促進氯原子 和徑基產率提高，從而提高隸的脫除效率，但投加量太高會導致尾氣中氯氣的逃逸量大大 提高，從而增加尾部氯氣分離塔9的分離難度和成本，因而氯氣的最佳投加量為0.化(氯氣 體積)/V (溶液體積)-5.化(氯氣體積)/V (溶液體積)之間。溶液的抑太高會加速次氯酸自 分解，故一般不高于5.5。溶液溫度太高會導致次氯酸加速自分解，并且降低隸的溶解度，從 而降低脫除效率，故溶液溫度一般不高于65°C。煙氣中隸的濃度超過50化g/m3時會達不到 脫除要求，故煙氣中隸濃度應當低于5(K)yg/m3。紫外光福射強度太低無法滿足福射要求，太 高會導致系統能耗大大提高，故紫外光有效福射強度為30yW/cm2-200yW/cm2。紫外線波長越 短，福射出的光子能量越高，光解次氯酸的能力越強，但此時紫外光的傳播能力很低，即處 理能力有限，相反紫外光波長越長，光子分解次氯酸的能力下降，但有效傳播距離增加，即 處理能力上升，因此紫外光的有效波長應當保持在180nm-366nm。
[0042] 實施例1:
[0043] 吸附反應柱10與紫外燈5之間的縱向間距A為20cm，紫外燈5與紫外燈5之間的橫向 間距D為20cm，煙氣入口 1間距C為25畑1，氯氣曝氣管4鼓出的小氣泡平均直徑為50微米，吸附 反應柱10母線進入溶液的垂直距離或深度B為7畑1，紫外燈5及石英套管插入液面W下15畑1， 超聲發射器與吸附反應柱10最底處的端面保持垂直距離為3cm，吸附反應柱10呈逆時針方 向旋轉，吸附反應柱10的直徑是50cm，轉速r是15轉/分鐘。煙氣入口 1溫度為120°C，液氣比 為化/V，氯氣的投加量為2.化(氯氣體積)/V (溶液體積），溶液抑為4.5，溶液溫度為45 °C， 煙氣中隸濃度為l(K)yg/m3,紫外光福射強度為80yW/cm2,紫外線波長為254nm。在小型實驗系 統上的結果為:脫隸效率達到88.9%。
[0044] 實施例2:
[0045] 吸附反應柱10與紫外燈5之間的縱向間距A為20cm，紫外燈5與紫外燈5之間的橫向 間距D為20cm，煙氣入口 1間距C為25畑1，氯氣曝氣管4鼓出的小氣泡平均直徑為50微米，吸附 反應柱10母線進入溶液的垂直距離或深度B為7畑1，紫外燈5及石英套管插入液面W下15畑1， 超聲發射器與吸附反應柱10最底處的端面保持垂直距離為3cm，吸附反應柱10呈逆時針方 向旋轉，吸附反應柱10的直徑是50cm，轉速r是15轉/分鐘。煙氣入口 1溫度為120°C，液氣比 為化/V，氯氣的投加量為3.化(氯氣體積)/V (溶液體積），溶液抑為4.5，溶液溫度為45 °C， 煙氣中隸濃度為10化g/m3,紫外光福射強度為160yW/cm2,紫外線波長為254nm。在小型實驗 系統上的結果為:脫隸效率達到100%。
[0046] 實施例3:
[0047] 吸附反應柱10與紫外燈5之間的縱向間距A為20cm，紫外燈5與紫外燈5之間的橫向 間距D為20cm，煙氣入口 1間距C為25畑1，氯氣曝氣管4鼓出的小氣泡平均直徑為50微米，吸附 反應柱10母線進入溶液的垂直距離或深度B為7cm，紫外燈5及石英套管插入液面w下15cm， 超聲發射器與吸附反應柱10最底處的端面保持垂直距離為3cm，吸附反應柱10呈逆時針方 向旋轉，吸附反應柱10的直徑是50cm，轉速r是15轉/分鐘。煙氣入口 1溫度為120°C，液氣比 為化/V，氯氣的投加量為1.化(氯氣體積)/m3(溶液體積），溶液抑為4.5，溶液溫度為45°(：， 煙氣中隸濃度為20化g/m3,紫外光福射強度為120yW/cm2,紫外線波長為254nm。在小型實驗 系統上的結果為:脫隸效率達到83.9%。
[004引實施例4:
[0049]吸附反應柱10與紫外燈5之間的縱向間距A為20cm，紫外燈5與紫外燈5之間的橫向 間距D為20cm，煙氣入口 1間距C為25畑1，氯氣曝氣管4鼓出的小氣泡平均直徑為50微米，吸附 反應柱10母線進入溶液的垂直距離或深度B為7畑1，紫外燈5及石英套管插入液面W下15畑1， 超聲發射器與吸附反應柱10最底處的端面保持垂直距離為3cm，吸附反應柱10呈逆時針方 向旋轉，吸附反應柱10的直徑是50cm，轉速r是15轉/分鐘。煙氣入口 1溫度為120°C，液氣比 為化/V，氯氣的投加量為3.化(氯氣體積)/V (溶液體積），溶液抑為4.5，溶液溫度為45 °C， 煙氣中隸濃度為10化g/m3,紫外光福射強度為160yW/cm2,紫外線波長為365nm。在小型實驗 系統上的結果為:脫隸效率達到56.1%。
[(K)加]實施例5:
[0051] 吸附反應柱10與紫外燈5之間的縱向間距A為20cm，紫外燈5與紫外燈5之間的橫向 間距D為20cm，煙氣入口 1間距C為25畑1，氯氣曝氣管4鼓出的小氣泡平均直徑為50微米，吸附 反應柱10母線進入溶液的垂直距離或深度B為7畑1，紫外燈5及石英套管插入液面W下15畑1， 超聲發射器與吸附反應柱10最底處的端面保持垂直距離為3cm，吸附反應柱10呈逆時針方 向旋轉，吸附反應柱10的直徑是50cm，轉速r是15轉/分鐘。煙氣入口 1溫度為120°C，液氣比 為化/V，氯氣的投加量為3.化(氯氣體積)/V (溶液體積），溶液抑為4.5，溶液溫度為45 °C， 煙氣中隸濃度為20化g/m3,紫外光福射強度為100yW/cm2,紫外線波長為365nm。在小型實驗 系統上的結果為:脫隸效率達到46.9 %
[0052] 經過W上實施例的綜合對比可知，實施例2具有最佳的脫除效果，隸的脫除效率達 到100%，可作為最佳實施例參照使用。
[0053] 所述實施例為本發明的優選的實施方式，但本發明并不限于上述實施方式，在不 背離本發明的實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換 或變型均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的裝置，其特征在于：設有一個光輻射吸附洗 滌床，所述光輻射吸附洗滌床具有一個密閉的反應器（11)，所述反應器（11)內具有用于盛 裝水的產物分離槽(8)，所述分離槽下部設有產物回收口（6)，所述反應器（11)壁上設有煙 氣入口（1)、煙氣出口（3)、氯氣入口（2)、補液口（7)，所述氯氣入口（2)延伸至反應器（11) 內、并與能夠位于液面以下的曝氣管(4)連通，所述反應器(11)內還設置有裝于側壁上吸附 反應柱（10)、裝于反應器頂板（14)上的紫外燈(5)，紫外燈(5)外部套有石英套管，所述吸附 反應柱（10)的表面設有活性碳纖維，吸附反應柱（10)與傳動軸（16)連接、且與反應器側壁 (15)轉動副連接，所述吸附反應柱(10)的下半部分能夠浸泡在液面以下。2. 根據權利要求1所述的光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的裝置，其特征在于:還包括 超聲清洗裝置（12)，所述超聲清洗裝置（12)是位于液面以下、且位于吸附反應柱（10)下部 的超聲發射器(13)。3. 根據權利要求1所述的光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的裝置，其特征在于:所述煙 氣出口（3)與氯氣分離塔(9)連接，所述氯氣分離塔(9)與煙囪出口和氯氣入口（2)連通。4. 根據權利要求1所述的光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的裝置，其特征在于:所述吸 附反應柱(10)的母線與反應器頂板(14)接觸，兩端面與反應器側壁(15)接觸。5. 根據權利要求1所述的光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的裝置，其特征在于:所述吸 附反應柱（10)的數量為1-6個，紫外燈(5)的數量也為多個，且吸附反應柱（10)與紫外燈(5) 間隔設置。6. 根據權利要求1所述的光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的裝置，其特征在于:吸附反 應柱（10)與紫外燈(5)之間的縱向間距A位于15cm-25cm之間；紫外燈(5)與紫外燈(5)之間 的最佳橫向間距D位于10cm-30cm之間；煙氣入口（ 1)間距C在15cm_40cm之間；氯氣曝氣管 (4)鼓出的氣泡平均直徑不大于100微米;吸附反應柱（10)母線進入溶液的深度B位于5cm-10cm;紫外燈(5)及石英套管插入液面以下10cm以上;超聲發射器(13)與吸附反應柱（10)最 底處的端面保持垂直距離2cm-5cm厘米;吸附反應柱（10)的直徑是30cm-90cm〇7. -種光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的方法，其特征在于： (1) 氯氣由氯氣入口（2)通過氯氣曝氣管（4)噴入水中形成次氯酸溶液，吸附反應柱 (10)上的活性碳纖維通過旋轉浸入次氯酸溶液后會在表面上附有次氯酸;在紫外光輻射 下，吸附反應柱(10)的活性碳纖維表面的次氯酸分解產生高活性氯原子和羥基； (2) 含汞煙氣從煙氣入口（1)進入光輻射吸附洗滌床中并與吸附反應柱（10)上的活性 碳纖維接觸，煙氣中的汞會在吸附反應柱（10)上的活性碳纖維表面與羥基發生氧化反應， 并且被固定在活性碳纖維表面； (3) 當吸附反應柱（10)繼續旋轉并再次浸入溶液后，吸附在活性碳纖維表面的汞氧化 產物脫落后進入溶液，從而完成持續不斷的脫汞和洗滌過程，汞氧化產物沉淀，進入底部的 產物分離槽(8)后會因自身重力原因下沉分離，被回收利用。8. 根據權利要求1所述的光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的方法，其特征在于:所述步 驟(3)中汞氧化產物脫落是采用超聲波振蕩方式，所述步驟（1)中還包括采用氯氣分離塔 (9)回收氯氣的過程，回收的氯氣再次通過氯氣入口（2)進入曝氣管(4)。9. 根據權利要求1所述的光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的方法，其特征在于:所述步 驟(2)中吸附反應柱（10)呈逆時針方向旋轉，并且吸附反應柱（10)的旋轉切線速度方向與 煙氣流動方向相反。10.根據權利要求1所述的光輻射氯原子和羥基脫除煙氣汞的方法，其特征在于:吸附 反應柱（10)的轉速r位于5轉/分鐘-30轉/分鐘之間;煙氣入口（1)溫度不高于200°C，溶液與 煙氣的液氣比為lL/m 3-25L/m3;氯氣的投加量為0.3L (氯氣體積)/m3 (溶液體積)-5.0L (氯氣 體積)/m3(溶液體積)之間，溶液的pH不高于5.5;溶液溫度一般不高于65°C;紫外光有效輻 射強度為30yW/cm 2-200yW/cm2;紫外光的有效波長應當保持在180nm-366nm。
【文檔編號】B01D53/78GK105833685SQ201610241277
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】劉楊先, 張軍, 潘劍鋒, 張永春, 謝芳, 郝建剛
【申請人】江蘇大學