[发明专利]一种微波耦合紫外光催化氧化Hg0

说明书

本发明公开了属于烟气净化技术领域的一种微波耦合紫外光催化氧化Hg⁰净化系统及方法。所述微波耦合紫外光催化氧化Hg⁰净化系统包括微波发生器、无极灯、光催化反应器和后续吸收装置，本系统首先，氮气载气进入汞发生器，水浴锅将固态汞汽化，Hg⁰蒸气进入微波反应器，微波进行加热并激发无极灯、液态氧化剂在光催化反应器中被催化活化，产生的高活性自由基对Hg⁰进行氧化。生成的氧化态汞进入后续吸收系统被吸收，最后经过脱汞处理的气体被排放。本发明实现了对燃煤烟气中Hg⁰的高效氧化，是对现有脱汞氧化设备的高度集成和提升，可解决现有烟气污染物中Hg⁰难以氧化去除、占地面积大和运行费用偏高的问题。

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，特别涉及一种微波耦合紫外光催化氧化Hg⁰净化系统及方法。

背景技术

人为向大气中排放汞已成为一个重要的环境问题，由于人为排放的汞转化产生的甲基汞具有极大的毒性、持久性和生物积累性，因此引起了各国的重视。中国目前主要的电力来源是由燃煤电厂提供，但燃煤电厂产生的烟气中会含有大量有害物质如SO₂、NO、Hg⁰等，因此，中国政府颁布了“火电厂大气污染物排放标准”(GB 13223-2011)规定减少NO_x、SO₂、和Hg⁰的排放。其中，汞作为重金属，在微量的情况下通过不断积聚难以降解就会对人体造成相当大的毒害，因此寻找一个高效的汞处理方式是十分必要的。

汞主要来自燃煤电厂的烟气排放、城市垃圾焚烧炉、医疗废物焚烧炉。其中燃煤电厂烟气中的汞是汞污染的主要来源之一，汞排放到自然界中会经过一系列的生物过程变成对生物有害的汞化物。汞具有毒性强，挥发性高，具有持久性和生物积累性等特点。汞化物一般分为3种形式：元素汞(Hg⁰)、氧化汞(Hg²⁺)、颗粒汞(Hg_p)。氧化汞和颗粒汞可以通过电厂后续的烟气处理如使用典型的空气污染控制装置(APCD)、静电除尘器(ESP)、湿法FGD(烟气脱硫)等方式去除，元素汞几乎不溶于水且难以被其他物质吸附，因此元素汞成为汞处理的主要问题。在现有条件下，通过氧化法将Hg⁰氧化为Hg²⁺，然后利用Hg²⁺的可溶解性是处理Hg⁰的有效方法。SCR工艺可以对汞产生一定的氧化作用，但由于其主要为脱硝工艺，且具有投资成本大、占地面积广等缺点，所以寻找一种新的脱汞技术是实现我国可持续性发展的战略需要。

为了降低现有脱汞工艺的成本高、占地面积大等问题，本发明力求通过微波耦合紫外光的方式高效氧化Hg⁰使其变为Hg²⁺从而达到脱除Hg⁰的效果。近年来，微波已被广泛应用于水处理过程，其热效应与非热效应的共同作用对污染物的去除产生了极大的积极作用。紫外光照射也对于自由基的产生有很大的积极作用，自由基也被不断证实是氧化污染物的高效氧化剂。本发明拟用微波耦合紫外光的方式实现对Hg⁰的高效氧化脱除目的。

发明内容

本发明的目的是提出一种微波耦合紫外光催化氧化Hg⁰净化系统及方法，其特征在于，所述微波耦合紫外光催化氧化Hg⁰净化系统包括微波发生器、无极灯、光催化反应器和后续吸收装置，其中氮气载气系统1、质量流量计2和汞发生器 3串联，汞发生器3通过三个调节阀分别与微波反应器7和干燥装置9与续吸收系统8的连接节点连接；后续吸收系统8与微波反应器7连接；干燥装置9与测汞仪10和烟气分析仪4串联；光催化反应器6和无极灯5安装在微波反应器7 内。

一种微波耦合紫外光催化氧化Hg⁰净化系统的Hg⁰净化方法，其特征在于，包括以下步骤：