[发明专利]富氧燃烧烟气协同催化方法及装置

说明书

本发明涉及烟气处理领域，公开了一种富氧燃烧烟气协同催化方法及装置。本发明的富氧燃烧烟气协同催化方法包括：在紫外光照射、氨气和催化剂的存在下，将富氧燃烧烟气中的CO₂转化为甲醇或甲烷，同时将NO_x转化为氮气；其中，所述催化剂包括锐钛型TiO₂以及负载在该TiO₂上的V₂O₅和WO₃等。本发明的方法利用光催化原理仅通过一步反应即可将CO₂和NO_x两种污染物协同催化还原脱除，脱除操作简便、处理效率高且不产生有害物质。

技术领域

本发明涉及烟气处理领域，具体涉及一种富氧燃烧烟气协同催化方法及装置。

背景技术

富氧燃烧技术是主要碳减排技术之一，主要用于捕集烟气中CO₂。化石燃料燃烧产生的CO₂加速了温室效益，对全球气候变化产生影响，目前全球都在探索切实可行的减排控制CO₂的技术。现有的减排技术主要采用燃烧后捕集、燃烧前处理，包括富氧燃烧技术和煤气化技术，目前这些技术面临能耗高、投资高、经济性差，且收集到的CO₂利用有限，仍需埋存等问题。

目前有研究用基于TiO₂的光催化还原方法脱除CO₂，TiO₂在自然界中有金红石型、锐钛矿型及板钛矿型三种晶型，其中锐钛矿型具有光催化能力，TiO₂光催化剂主要有粉末、多孔、薄膜式、颗粒等不同形态。使用过程中，通常将高分散TiO₂粉末通过吸附或离子交换等方法负载于多孔玻璃、沸石、光纤、SiO₂等载体上。

同时在锅炉燃烧过程中也会产生大量的NO_x，虽然富氧燃烧可一定程度可以减少NO_x的产生，但不能满足大气污染物排放标准中NO_x排放浓度要求。目前主要的脱除NO_x的技术是选择性催化还原技术(SCR)。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的富氧燃烧烟气处理困难的问题，提供一种富氧燃烧烟气协同催化方法及装置，该方法基于催化还原技术，利用光催化原理仅通过一步反应即可将CO₂和NO_x两种污染物协同催化还原脱除，脱除操作简便、处理效率高且不产生有害物质。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种富氧燃烧烟气协同催化方法，其特征在于，该方法包括：在紫外光照射、氨气和催化剂的存在下，将富氧燃烧烟气中的CO₂转化为甲醇或甲烷，同时将NO_x转化为氮气；其中，所述催化剂包括锐钛型TiO₂以及负载在该TiO₂上的V₂O₅和WO₃。

优选地，所述紫外光的波长为240-380nm。

优选地，所述紫外光为脉冲激光。

优选地，所述锐钛型TiO₂的粒径为5-200nm。

优选地，所述催化剂中含有84-99重量％的TiO₂、0.5-8重量％的V₂O₅和0.5-8重量％的WO₃。

优选地，所述催化剂还含有0.1-1重量％的贵金属，所述贵金属选自Cu、Ag、Fe、Ni、Sn、Cd、Mo中的一种或多种。

优选地，以体积百分比计，所述富氧燃烧烟气包括：10-40％的NO_x，60-90％的CO₂。