摘要：為尋求一種高效的煙氣多污染物脫除技術(shù)，采用 UV/H2O2 體系進(jìn)行煙氣脫硫脫硝實(shí)驗(yàn)研究。在自制的鼓泡反應(yīng)器上考察模擬煙氣成分、H2O2 溶液濃度和催化劑等影響因素對(duì)脫硫脫硝效率的影響，得出了最佳實(shí)驗(yàn)條件。

2002年David Cooper 等[18-19]在低溫下在煙道氣內(nèi)設(shè)置 UV 燈激發(fā)H2O2 發(fā)生反應(yīng)，氧化NO，高溫下煙氣中的NO 可脫除10%~70%。UV/H2O2 法屬于高級(jí)氧化技術(shù)的范疇，多用于難降解污染物的處理[20]。本文利用UV/H2O2 體系產(chǎn)生的羥基自由基(⋅OH)的強(qiáng)氧化性(標(biāo)準(zhǔn)電極電位2.80 V)，將難溶解的NO 氧化為高價(jià)態(tài)的NOx，并使用液相吸收的方法達(dá)到同時(shí)脫除煙氣中的SO2 及NOx 的目的。

實(shí)驗(yàn)方法及過程

實(shí)驗(yàn)采用的反應(yīng)器為自制的1 000 mL 石英玻璃容器，紫外燈緊貼反應(yīng)器壁，以達(dá)到最好的透光效果。鼓泡器為玻璃砂芯漏斗，其鼓泡粒徑為30∼ 50 μm。在反應(yīng)器進(jìn)氣口和出氣口連接旁路系統(tǒng)，使用MRU 煙氣分析儀測定O2、SO2 和NOx 的濃度，實(shí)驗(yàn)尾氣經(jīng)堿液吸收后排入大氣。實(shí)驗(yàn)流程見圖1。

實(shí)驗(yàn)開始后將反應(yīng)器與紫外燈罩入封閉罩內(nèi)，使其不受日光影響。實(shí)驗(yàn)均測定氣體濃度相對(duì)穩(wěn)定時(shí)一段時(shí)間(一般為20 min)內(nèi)的平均濃度。反應(yīng)后吸收液倒入棕色試劑瓶中密閉保存，用以對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)主要考察了NOx 初始濃度、H2O2 溶液濃度、H2O2 溶液溫度、H2O2 溶液pH 值、O2 濃度變化以及金屬離子的加入對(duì)SO2和NOx脫除效率的影響。

結(jié)論

在自制的試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了UV/H2O2法脫除SO2 和NOx 實(shí)驗(yàn)，得出如下結(jié)論：

1）當(dāng)pH 值保持在3.3 左右，氧氣濃度大于6%，溶液溫度在45℃以下，加入金屬催化離子時(shí)，SO2 及NOx 的脫除效率可達(dá)到95%以上。

2）在實(shí)驗(yàn)中，pH 值對(duì)NOx 的脫除影響較大。但實(shí)驗(yàn)得到的最佳pH 范圍總體偏低，這需要在今后的實(shí)驗(yàn)中加大pH 值適用范圍。

3）煙氣中的O2 增加了NOx 的脫除效率，當(dāng)氧氣濃度>5%時(shí)，NOx 的脫除即可達(dá)到80%以上。

4）M(OH)n+絡(luò)合離子在紫外光照射下的光量子效率較高，加快了⋅OH 的產(chǎn)生速度，體系中⋅OH 濃度增大最終使NOx 的脫除效率升高。

與現(xiàn)有采用濕式石灰石石膏法脫硫、選擇性催化還原法脫硝的分級(jí)治理相比，本技術(shù)有望降低投資和運(yùn)行費(fèi)用，并有望用于對(duì)現(xiàn)有濕法脫硫設(shè)備的改造。