[发明专利]烟气制碳氢燃料协同脱硫方法及实现该方法的光催化装置

说明书

本发明属于烟气净化技术领域，并公开了烟气制碳氢燃料协同脱硫方法及实现该方法的光催化装置，该方法是在富氧燃烧电厂静电除尘器和烟气冷凝与CO₂压缩装置之间，对烟气中的CO₂进行光催化还原并同时对烟气中的SO₂进行氧化脱除。该装置包括反应单元和分离单元，所述反应单元包括反应容器，反应容器内设置有搅拌装置、碳酸氢盐溶液和悬浮在所述碳酸氢盐溶液中的光催化剂，所述反应容器上分别设有烟气入口、气体出口、液体出口和液体入口，所述反应容器的顶端设置有石英玻璃盖板；所述分离单元为一离心萃取装置。本发明可利用太阳能同时实现富氧燃烧烟气转化利用及烟气的脱硫，且具有能耗小、成本低等优点，对富氧燃烧技术的推广应用具有重要意义。

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，更具体地，涉及脱硫方法及实现该方法的光催化装置。

背景技术

煤炭是我国能源的基石，我国能源消耗的60％以上来自煤炭。燃煤电厂是我国CO₂排放量最大，最集中的排放源。富氧燃烧技术采用纯氧和循环烟气混合后代替空气作为助燃剂参与燃烧，生成的烟气中CO₂浓度可达80％以上并实现了CO₂的捕集。该技术具有可规模化及可改造存量机组等优点，但是由于成本依然较高，限制了其大规模推广。如能对捕获后的CO₂加以利用，势必对富氧燃烧技术的推广应用具有重要促进意义。随着光催化技术的发展，CO₂光催化还原技术受到越来越多科研人员的重视。CO₂光催化还原技术是利用太阳光激发光催化材料产生光生电子空穴对，使得CO₂与水在常温常压下转化为甲烷、甲醇等碳氢燃料，以实现CO₂的资源化利用的手段。该技术具有能耗低、无污染等优点，是一项极有潜力的碳减排及资源化利用技术。由于采用烟气循环，富氧燃烧烟气中SO₂等污染物会发生富集。传统的烟气处理方式，如湿法脱硫技术，虽可实现SO₂的高效脱除，但是仍然存在能耗大、成本高等不足之处。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了富氧燃烧烟气光催化制取碳氢燃料协同脱硫方法及实现该方法的装置，能同时实现富氧燃烧烟气转化利用及烟气脱硫。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了富氧燃烧电厂烟气制碳氢燃料协同脱硫方法，其特征在于，在富氧燃烧电厂静电除尘器和烟气冷凝与CO₂压缩装置之间，对烟气中的CO₂进行光催化还原并同时对烟气中的SO₂进行氧化脱除。

按照本发明的另一个方面，还提供了实现上述方法的光催化装置，其特征在于，包括反应单元和分离单元，其中，

所述反应单元包括上端敞口的反应容器，所述反应容器的内底面设置有搅拌装置，所述反应容器内设置有混合液，所述混合液包括碳酸氢盐溶液和悬浮在所述碳酸氢盐溶液中的光催化剂，所述反应容器上分别设有烟气入口、气体出口、液体出口和液体入口，所述反应容器的顶端设置有石英玻璃盖板，以保证光催化反应所需的光照进入所述反应容器；

所述分离单元为一离心萃取装置，并且所述分离单元与所述反应容器的液体出口相连，以用于获得CO₂进行光催化还原形成的液态碳氢产物，此外，所述分离单元还与所述反应容器的液体入口相连，以用于将分离了液态碳氢产物的混合液再输送回所述反应容器内。

优选地，所述光催化剂为TiO₂、ZnO、CeO₂中的一种或多种。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：