NaClO溶液电解再生法联合脱除Hg和NOx研究

单质汞Hg具有高蒸汽压力和低溶解性，难以被一般的污染控制设备收集。NaClO可以将单质汞Hg氧化为二价汞Hg2＋之后吸收到溶液中，同时也具备吸收和氧化NOx的能力。本课题提出使用NaClO溶液作为吸收剂和氧化剂，并利用电解质离子的电极电势，模仿电解NaCl的工艺，使用电解池电解HgCl2，配合离子交换膜，不但提取单质汞，实现稀缺汞资源的回收利用，还能实现NaClO溶液的再生，使得吸收剂循环利用。申请人设计了"双床湿法联合脱除SO2/Hg/NOx"的工艺方案，拟采用实验研究与数值模拟的方法，深入研究"NaClO溶液中Hg/NOx的气液传质与电化学耦合过程"这一科学问题，揭示操作参数对气相物质吸收/氧化的影响规律，以及电解池中物质转化规律，实现对Hg(g)/NOx的"同时吸收，电解提取，溶液再生"，发展成为自主创新的污染物联合减排技术，并推动"多相流传质与电化学过程耦合"研究方向的进步。

单质汞Hg0具有高蒸汽压力和低溶解性，难以被一般的污染控制设备收集。NaClO可以将单质汞Hg0氧化为二价汞Hg2＋之后吸收到溶液中，同时也具备吸收和氧化NOx的能力。针对NaClO溶液脱除汞蒸气的思路进行了实验室量杯实验系统的设计，购入相关测试仪器仪表，进行材料加工，完成了实验系统的建造和相关的调试，并进行了实验研究。在NaClO溶液脱除汞蒸气的实验系统中，建立了一种计算鼓泡床中汽液传质系数的模型，研究了溶液中氧化剂浓度、反应温度、溶液pH、烟气初始汞浓度、烟气流量这些因素，对鼓泡床脱汞效率和气液传质系数的影响。针对可能的反应机理进行了热力学计算，提出一种潜在可行的电厂中三段式脱除烟气中汞元素的方法。结合中国燃煤火电厂的实际情况，设计了一种烟气中硫、汞、硝联合脱除装置及其脱除方法，申报了实用新型和发明专利共计两项专利。通过自制的H型电解槽来模拟实际电解情况，探索了电解时间、温度、pH、电流密度、阴阳极溶液成分及浓度等因素对电解电流效率和电解能耗的影响规律。还提出了脱汞富液循环电解再生的工艺流程，并进行了相关的物料平衡分析，指出电解再生循环有一定的自平衡性，在消耗较少电能和原料的情况下完全可以实现脱汞富液循环电解再生。本项目还进行了脱汞脱硝循环的整体性能试验，对气液反应床中的传质过程进行了数值模拟，获得了脱汞、脱硝的气液吸收传质系数，以及回收单质汞的电解能耗。. 利用NaClO溶液作为吸收剂和氧化剂，并利用电解质离子的电极电势，模仿电解NaCl的工艺，使用电解池电解HgCl2，配合离子交换膜，不但提取单质汞，实现稀缺汞资源的回收利用，还能实现NaClO溶液的再生，使得吸收剂循环利用。研究工作揭示了操作参数对气相物质吸收/氧化的影响规律，以及电解池中物质转化规律，实现对Hg0(g)/NOx的“同时吸收，电解提取，溶液再生”，为进一步发展自主创新的污染物联合减排技术提供了参考。.