技术摘要：
本发明公开了一种实现烟气多组分回收及资源化利用的方法及工艺系统，属于大气污染物治理技术领域。该方法通过将自由基源化合物催化产生自由基，将烟气中的低价态硫、氮氧化物原位氧化，经过吸收富集得到含硫、氮副产品；通过膜法回收水分利用，同时分离固体颗粒和杂盐  全部
背景技术：
烟气中含有SO2、NOx、H2O等多种组分，关于烟气中SO2和NOx的排放控制一直是环保 领域关注的焦点。经过近几十年的发展，烟气脱硫技术和烟气脱硝技术等单一污染物控制 技术实现了大规模应用，而脱硫脱硝一体化技术进展相对缓慢。目前，传统的FGD SCR联合 脱硫脱硝技术存在系统复杂、设备投资和运行费用高等不足，而FGD SNCR联合脱硫脱硝技 术存在脱硝效率不高、氨逃逸严重等问题。在环保标准不断提高的形势下，开发新型、高效 的烟气脱硫脱硝一体化技术是目前该领域内的研究热点。 在目前报道的脱硫脱硝一体化技术中，氧化-吸收技术不仅可以高效去除SO2和 NOx，同时还可以实现其回收及利用。由于烟气中NOx的主要成分为难溶于水的NO，将其氧化 为易溶于水的高价态氮氧化物是氧化-吸收技术的关键。德国Linde公司开发了以臭氧氧化 NO为技术核心的LoTOx技术，其工艺过程为：在100～150℃的低温烟气中喷入臭氧，将NO氧 化为高价态，然后采用碱液吸收，可获得高效脱硝率。然而，氧化剂成本是该技术的瓶颈。例 如，将1吨NO氧化为NO2理论上需要消耗1.6吨臭氧，过高的臭氧生产成本导致该技术运行费 用居高不下，严重制约了其推广应用。相关研究表明，来源于低成本化合物产生的自由基在 适宜温度下可以将低浓度NO氧化成为高价态氮氧化物，是较为理想的氧化剂。然而，当前技 术因面临自由基存在时间短、活性温度窗口窄的难题，对烟气工况要求极为苛刻。因此，基 于高效自由基的氧化-吸收技术的开发有望大幅降低烟气污染物脱除成本。与此同时，经氧 化-吸收处理后的烟气中含有大量水分，不仅造成“白烟”现象，还造成水资源的大量浪费， 对烟气中的水分进行回收已引起人们的高度关注。 综上所述，针对烟气中的SO2、NOx、H2O等组分，开发经济高效的烟气多组分回收及 资源化利用技术具有重要意义。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种实现烟气多组分回收 及资源化利用的方法及工艺系统。通过使用该方法以及利用该系统工艺，能够将烟气多组 分成分中的SO2和NOx，进行原位氧化-吸收实现高效脱硫脱硝，同时回收水分再利用，在实现 烟气达标排放的同时，实现烟气中多组分物质的回收和资源化利用。 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现： 本发明公开了一种实现烟气多组分回收及资源化利用的方法，包括以下步骤： 步骤1，自由基源化合物经预热后，在烟道内置式自由基激发器表面催化剂涂层的 催化作用下产生自由基，进入烟道中的烟气通过与自由基接触，将烟气中含有的低价态硫、 氮氧化物原位氧化，得到含有高价态硫、氮氧化物的预处理后烟气； 4 CN 111715057 A 说　明　书 2/6 页 步骤2，除去步骤1得到的预处理后烟气中的固体颗粒，然后吸收预处理后烟气中 的高价态硫、氮氧化物，经富集得到含硫、氮副产品和脱硫脱硝烟气； 步骤3，对步骤2中得到的脱硫脱硝烟气中进行水分收集，得到水分和可排放烟气； 所述收集得到的水分中，一部分用于吸收高价态硫、氮氧化物的补水，另一部分经除盐操 作，得到浓盐水和淡水，其中，所述浓盐水利用烟气余热蒸发得到杂盐固体颗粒，所述淡水 用于制备自由基源化合物。 优选地，步骤1中，所述自由基源化合物包括水、过氧化氢、硝酸、醇类、烷烃类化合 物中的至少一种组成；所述自由基源化合物的预热温度为50～100℃。 优选地，烟道内置式自由基激发器表面催化剂涂层为含有沸石分子筛或金属氧化 物改性沸石分子筛的涂层表面，烟道内置式自由基激发器内部设有内置热源，内置热源用 于保持涂层表面温度为200～550℃。 优选地，所述烟气为含有SO2和NOx组分的任意源废气；含硫和含氮副产品包含SO2、 硫酸、硫酸盐中的任一种，以及NOx、硝酸、硝酸盐中的任一种。 本发明还公开了一种用于实现上述制备方法的工艺系统，包括烟道内置式自由基 激发器、除尘器、吸收装置、一级膜系统、二级膜系统和自由基源化合物储罐； 所述烟道内置式自由基激发器置于烟气管道内部，烟气管道出口端通过管道接入 除尘器入口，除尘器出口通过管道接入吸收装置入口，吸收装置出口通过一级膜系统接入 烟囱；自由基源化合物储罐通过喷涂管道伸入烟气管道内部，喷涂管道末端面向自由基激 发器；一级膜系统引出管路分别接入吸收装置和二级膜系统，二级膜系统引出管路分别接 入除尘器入口端的管道和自由基源化合物储罐； 其中，自由基激发器包括内置热源的激发器通道，激发器通道外表面涂覆有含有 沸石分子筛或金属氧化物改性沸石分子筛的涂层，内置热源使激发器通道外表面温度维持 在200～550℃。 优选地，所述吸收装置内设置有吸收液，所述吸收液为水、过氧化氢、碱性溶液、离 子液体中的至少一种组成。 优选地，所述一级膜系统为陶瓷膜、中空纤维膜或分子筛膜，所述二级膜系统为渗 透气化膜、电渗析膜或正渗透膜。 优选地，激发器通道的材质为堇青石、碳化硅或莫来石。 优选地，激发器通道的内置热源为电热丝或热流体。 进一步优选地，热流体包括热烟气、热空气、热氮气或导热油。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 本发明公开了一种实现烟气多组分回收及资源化利用的方法，该方法通过配合设 置烟道内置式自由基激发器，并在烟道内置式自由基激发器表面涂覆催化剂涂层，将自由 基源化合物催化产生自由基，在此过程中，通过烟道内置式自由基激发器能够提供合理的 催化温度，达到温度可控的产生自由基的目的，因此适用烟气温度窗口宽，可应用于各类工 况条件下的烟气处理；然后利用得到的自由基将烟气中的低价态硫、氮氧化物原位氧化成 高价态，经过吸收富集得到含硫、氮副产品，同时烟气达到可排放标准；通过将脱硫脱硝烟 气中的水分收集，并将水分回收利用至吸收系统补水和自由基源化合物的制备中，实现了 烟气中水分的回收利用；通过分离，将烟气中的固体粉尘和废水中的杂盐颗粒进行去除。因 5 CN 111715057 A 说　明　书 3/6 页 此，经过上述方法，可对烟气中SO2、NOx、H2O等多组分进行去除，在烟气达标排放的同时还可 实现其高效回收及资源化利用。 进一步地，通过在烟道内置式自由基激发器涂覆含有沸石分子筛或金属氧化物改 性沸石分子筛的涂层，通过内置热源控制催化温度，利用低成本自由基源化合物进行催化 产生自由基，并将烟气中的低价态硫、氮氧化物原位高效氧化成高价态化合物，大幅度降低 氧化剂成本投入，从而显著降低氧化-吸收脱硫脱硝一体化技术的运行成本。 本发明还公开了用于实现上述方法的实现烟气多组分回收及资源化利用的工艺 系统。该工艺系统中，通过采用烟道内置式自由基激发器，并在其表面涂覆含有沸石分子筛 或金属氧化物改性沸石分子筛的涂层，能够使自由基源化合物在自由基激发器表面涂层的 催化作用下产生自由基，进而对烟气中的SO2、NOx进行原位高效氧化；通过设置对应的除尘 器、吸收装置、一级膜系统和二级膜系统，能够对烟气中的固体粉尘及杂盐颗粒进行收集， 对高价态硫、氮氧化物进行吸收富集得到含硫、氮副产品，以及对水分进行回收和循环利 用，实现了烟气中多组分回收及资源化利用。 进一步地，通过采用电热丝或热流体等多样的加热方式对激发器通道进行加热， 能够适用于多种具体工况条件下。 附图说明 图1为本发明实现烟气多组分回收及资源化利用的方法的技术路线图； 图2为本发明的实现烟气多组分回收及资源化利用工艺系统中的烟道内置式自由 基激发器的结构示意图； 图3为本发明的实现烟气多组分回收及资源化利用工艺系统示意图。 其中：1-烟气；2-烟道内置式自由基激发器；3-除尘器；4-吸收装置；5-一级膜系 统；6-风机；7-烟囱；8-二级膜系统；9-自由基源化合物储罐；10-加热器；11-烟气管道；12- 喷涂管道；201-激发器通道；202-涂层。