基于H2O2氧化的烧结烟气SO2/NOx/Hg协同去除机制

The sintering gas is one of the main sources of SO2, NOx and Hg, so the integrated treatment technology and theory of multi-pollutant in the sintering gas are extremely urgent to be researched and developed. The program target on the sintering gas after the dense flow absorber desulphurization processing. Based on decomposition-excitation regulation of H2O2, its oxidation reaction mechanism could be revealed by optimizing the control strategy that H2O2 oxidizing NO and Hg. The research is goes on to explore the competitive oxidation mechanism between residual SO2 and NO or Hg, clarify the influence of the desulphurization byproduct on oxidization and absorption process, and reveal the synergy mechanism of multi-pollutant intergrated treatment process in the sintering gas. Finally, the research could form a intergrated desulfuration/ denitrification/demercuration treatment system. The program will not only fill the blank of desulfuration, denitrification and demercuration of sintering gas by using H2O2 and rich the oxidation theory of SO2, NOx and Hg, but also achieve the intergrated desulfuration/denitrification/demercuration technology of sintering gas. This program turn to have dramatically scientific significance and application value.

烧结烟气是工业SO2、NOx及重金属Hg的主要来源之一，研究烧结烟气多污染物一体化集成治理技术迫在眉睫。本项目以密相干塔脱硫处理后的烧结烟气为研究对象，在研究H2O2分解-激发规律的基础上，通过优化H2O2对NO和Hg的氧化控制策略，揭示H2O2氧化反应机理；分析烧结烟气中残余SO2与NO和Hg的竞争氧化规律及机理，明确脱硫副产物对氧化、吸收过程的影响规律，揭示烧结烟气多污染物集成处理的作用机理和协同机制，形成烧结烟气脱硫脱硝脱汞一体化治理技术体系。本项目的研究不仅将填补H2O2氧化烧结烟气脱硫脱硝脱汞方面的空白，丰富SO2、NOx和Hg的氧化理论，并将实现烧结烟气脱硫脱硝脱汞一体化集成，具有显著的科学意义和应用价值。

在项目资助下本课题组完成了“H2O2分解-激发规律及优化”、“NO和Hg0氧化策略优化及反应机理”、“残余SO2与NO和Hg0的竞争氧化规律及作用机制”和“脱硫副产物对氧化和吸收的影响规律及作用机制”的研究任务，研究工作取得的主要成果如下：.（1）围绕烧结烟气湿法氧化脱汞选择具有强氧化性的双氧水作为脱汞氧化剂，基于选定的湿法氧化脱汞系统考察H2O2的分解-激发过程的最优条件，研究发现在反应温度为41.78ºC（42℃）、双氧水浓度为0.55 mol/L和催化剂Fe3+浓度为0.0070 mol/L进行氧化脱汞验证实验，产生的∙OH使得汞的氧化脱除效率为87.93%±0.87%。 .（2）基于H2O2/NaClO2氧化体系，解析H2O2/NaClO2氧化体系对Hg0和NO的协同去除的规律，协同去除NO和Hg0时酸性条件下，当H2O2浓度在2.0mol/L，NaClO2溶液浓度为0.06 mol/L，NO和Hg0的协同去除效果最好，反应符合表观2级反应动力学模型。 .（3）对于残余SO2与NO和Hg0的竞争氧化，通过分析反应前后烧结烟气中 SO2与 NO 和 Hg0浓度的变化，研究三种污染物共存条件下，残余SO2浓度对NO和Hg0氧化效果的影响规律：当SO2浓度<1500mg/m3，有利于NO和Hg0的协同去除。当SO2浓度>1500mg/m3，SO2和NOx同时存在情况下，使汞的氧化脱除效率可达到90%，但这时SO2的脱除效率在75%，NOx的脱除效率在70%左右。.（4）针对脱硫副产物对氧化和吸收的影响规律，使用H2O2/Fe3+溶液作为氧化剂研究了CaSO3对Hg0去除效率的影响：对于脱硫系统后脱硫副产物的存在，会降低汞的脱除效率。当CaSO3浓度为0.075%的情况下，H2O2浓度为2.0mol/L，NaClO2溶液浓度为0.06 mol/L，SO2浓度<1500mg/m3，Cl-浓度为25mM/L时，NO和Hg0的协同去除效果最好。.（5）基于本课题研究成果，形成了具有自主知识产权的钢铁冶金行业烧结烟气半干法多污染物协同净化的技术获得多项应用。.（6）完成预期指标，在SCI收录刊物发表论文5篇，在核心期刊刊物发表论文3篇，申请专利3项。