CN105727724B - 一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法及装置 - Google Patents

一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法及装置，所述的方法是在光辐射喷射反应器中，先采用次氯酸钠作为吸收剂固定CO2，反应产生的次氯酸在紫外光辐射下产生氯原子和羟基可进一步氧化脱除烟气中的SO2﹑NOx﹑Hg0。该***具有极强的氧化性，能够实现多污染物零排放，且脱除过程无二次污染，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法及装置
技术领域
本发明涉及烟气污染物控制领域，具体涉及一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法及装置。
背景技术
燃烧产生的CO2﹑SO2﹑NOx和Hg0能够引起温室效应﹑酸雨﹑光化学烟雾以及致癌等严重危害。因此，研发有效的烟气脱硫脱硝脱汞脱碳方法是各国环保人员的重要任务之一。尽管人们开发了大量的烟气脱硫脱硝脱汞脱碳技术，但由于人类认识过程的局限性和科学技术发展的渐进性，现有的各种脱硫脱硝脱汞脱碳技术在研发当初仅针对单一污染物为脱除目标，一般无法实现烟气多污染物的同时脱除。例如，目前应用较多的烟气脱硫脱硝技术主要为湿法石灰石-石膏法烟气脱硫技术和氨选择性催化还原法。这两种方法虽然可以分别单独脱硫脱硝，但均无法在一个反应器内实现同时脱除。两种工艺的联合叠加使用虽然可以实现同时脱硫脱硝，但同时也造成整个***复杂，占地面积大，投资和运行成本高等不足。另外，随着人类对环保要求的不断提高，针对烟气中Hg0和CO2排放控制的法律法规也逐渐出台，但目前还没有一种经济有效的烟气Hg0和CO2脱除技术获得大规模商业应用。如果在现有的脱硫和脱硝***尾部再次增加单独的烟气Hg0和CO2脱除***，则势必将造成整个***的初始投资和运行费用进一步急剧增加，最终很难在发展中国家获得大规模商业应用。
综上所述，如果能够在一个反应器内将CO2﹑SO2﹑NOx和Hg0实现同时脱除，则有望大大降低***的复杂性和占地面积，进而减少***的投资与运行费用。湿法烟气净化技术是一种传统的烟气处理技术，具有初投资小﹑工艺流程简单和易于实现多污染物同时脱除等特点，是一种具有良好开发和应用前景的烟气净化技术，但传统的湿法烟气净化技术的研究进展却一直相对缓慢，其主要原因就在于烟气氮氧化物和汞元素中分别含有90％以上难溶的NO和40-80％难溶的Hg0。由双膜理论可知，气相分子必须首先由气态经传质和扩散过程溶入液相，然后才能发生化学反应固定到吸收液中，而NO与Hg0难溶的特性使得其在液相的吸收传质阻力大大增加，仅通过调控吸收液pH和温度的方法难以显著提高NO与Hg0在液相的溶解度，这一特性造成了传统的湿法脱硫脱硝脱汞技术普遍存在脱硫效率高，但脱硝和脱汞效率低等不足，实际上无法实现真正的同时脱硫脱硝脱汞。因此，寻找能够将NO与Hg0快速转化为易溶形态的有效方法是解决该问题的关键，也是实现烟气中多污染物同时脱除的重要思路。另外，尽管目前开发了许多种CO2捕获技术，例如吸附脱除﹑化学链燃烧技术﹑富氧燃烧技术﹑氨吸收技术，但都是针对单一CO2进行捕获，未考虑多种污染物的同时脱除。因此，本申请率先提出了一种能够针对CO2﹑SO2﹑NOx和Hg0四种污染物进行同时脱除的新方法和新装置，具有广阔的发展前景。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法及装置。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的装置，其特征在于：设有一个光辐射喷射反应器，光辐射喷射反应器内部设有位于中心轴线上的紫外灯，所述紫外灯外部设有石英板，石英板与紫外灯之间具有缝隙作为空气冷却装置，所述空气冷却装置的底部设有空气入口、顶部设有空气出口；所述反应器侧壁上设有多个旋流雾化喷嘴，多个烟气入口分别与多个旋流雾化喷嘴连通，所述反应器的顶面上设置烟气出口，发所述反应器的底面上还设置有溶液进口、溶液出口和产物出口，所述溶液出口与多个旋流雾化喷嘴连通；溶液出口与多个旋流雾化喷嘴之间设置有循环泵。
优选地，所述烟气出口处还设置有氯气回收装置，所述氯气回收装置还与烟气入口相连。
优选地，旋流雾化喷嘴的最佳横向和纵向间距A均位于10cm-45cm之间，紫外灯与石英板之间的横向间距B位于1cm-4cm之间，光辐射喷射反应器的高度C位于0.5m-8m之间，反应器的反应室的宽度D位于0.1m-1.5m，紫外灯的横向间距E位于0.1m-0.8m之间，光辐射喷射反应器的长度F位于0.1m-6m之间，旋流雾化喷嘴射出的溶液液滴直径不大于80微米，旋流雾化喷嘴射出的溶液的出口流速不小于1.5m/s。
优选地，烟气入口处还设置有烟气冷却器。
优选地，所述反应器的数量为多个，多个反应器之间并联和/或者串联。
一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过溶液入口向光辐射喷射反应器中注入次氯酸酸钠溶液，使反应器的底部填充次氯酸钠溶液，启动循环泵，次氯酸钠溶液经过溶液出口、旋流雾化喷嘴喷射到所述反应器内液面以上的反应区域，并形成次氯酸钠雾化液滴；
(2)烟气从烟气入口进入光辐射喷射反应器中并与旋流雾化喷嘴出来的次氯酸钠液滴混合后射向对面的石英板；在液滴射向石英板过程中，次氯酸钠与烟气中的CO2发生快速反应并产生次氯酸；当液滴撞击到石英板上后，次氯酸附着在石英板表面上、并在紫外灯辐射下分解产生高活性氯原子和羟基；烟气中的SO2﹑NOx﹑Hg0会在石英板表面与羟基发生氧化反应，反应产生的氧化产物会被后续射流冲击洗涤脱落，从而保证石英板具有良好的紫外光穿透性；
(3)SO2﹑NOx﹑Hg0的氧化产物主要是硫酸﹑硝酸和***沉淀，进入底部后通过产物出收集，被回收利用；烟气通过位于所述反应器顶面的烟气出口排出。
优选地，所述的光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法，所述步骤(3)中还包括，采用氯气回收装置回收烟气中氯气的过程，被回收的氯气经烟气入口再次进入所述反应器，并与液滴反应形成次氯酸，参与光分解过程。
优选地，烟气入口温度不高于150℃，溶液与烟气的液气比是1L/m3-30L/m3，溶液中次氯酸钠的浓度为0.1mol/L-5mol/L，溶液的pH要求不高于6.5，溶液温度不高于65℃，紫外光有效辐射强度为30μW/cm2-250μW/cm2，紫外线有效波长为180nm-280nm。
本发明所述的光辐射喷射反应器底部装有次氯酸钠溶液，上部作为雾化射流反应区域，反应器以紫外灯为中心对称布置，两侧是反应室，中间是紫外灯布置及冷却室。所述的方法是在光辐射喷射反应器中，先采用次氯酸钠作为吸收剂固定CO2，反应产生的次氯酸在紫外光辐射下产生氯原子和羟基可进一步氧化脱除烟气中的SO2﹑NOx﹑Hg0。来自锅炉含CO2﹑SO2﹑NOx﹑Hg0的烟气从烟气入口进入光辐射喷射反应器中并与旋流雾化喷嘴出来的次氯酸钠液滴混合后射向对面的石英板。在溶液射向石英板过程中，次氯酸钠与CO2发生快速反应并产生次氯酸。当溶液撞击到石英板上后，附着在石英板表面上的次氯酸在紫外灯辐射下分解产生高活性氯原子和羟基。烟气中的SO2﹑NOx﹑Hg0会在石英板表面与羟基发生氧化反应。反应产生的氧化产物会被后续射流冲击洗涤脱落，从而保证石英板具有良好的紫外光穿透性。SO2﹑NOx﹑Hg0的氧化产物主要是硫酸﹑硝酸和***沉淀，进入底部后会被回收利用。烟气中残留的氯气会被尾部的氯气回收装置吸收分离后循环再利用，洗涤后的烟气经烟气出口排入大气。空气冷却装置提供空气对紫外灯进行冷却，以保证紫外灯在低温下高效运行脱除产物主要是硫酸钠﹑硝酸钠和***沉淀，***进入底部的产物分离槽后会因自身重力原因下沉分离，硫酸钠和硝酸钠均是工业原料，可被回收再利用。烟气中残留的氯气会被尾部的氯气分离塔吸收分离并循环再利用。该***具有极强的氧化性，能够实现四个污染物的零排放，且脱除过程无二次污染，具有广阔的市场应用前景。
本发明所述的一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法及装置，具有设备简单、初投资小、可以实现多种烟气污染物的零排放、且整个脱除过程无二次污染等诸多优点，具有广阔的开发和工业前景。
附图说明
图1是本发明中光辐射喷射反应器的主视图及结构示意图。
图2是本发明中光辐射喷射反应器的旋流雾化喷嘴布置示意图。
图3是本发明中光辐射喷射反应器的紫外灯管布置示意图。
图4为光辐射次氯酸钠溶液的电子自旋共振光谱图。
图中：
1-反应器，2-石英板，3-紫外灯，4-氯气回收装置，5-旋流雾化喷嘴，6-循环泵。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明所述的光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的装置，设有一个光辐射喷射反应器1，光辐射喷射反应器1内部中心位置设置多个紫外灯3，所述紫外灯3外部设有石英板2，石英板2与紫外灯3之间具有缝隙作为空气冷却装置，所述空气冷却装置的底部设有空气入口、顶部设有空气出口；所述反应器1侧壁上设有多个旋流雾化喷嘴5，多个烟气入口分别与多个旋流雾化喷嘴5连通，所述反应器1的顶面上设置烟气出口，发所述反应器1的底面上还设置有溶液进口、溶液出口和产物出口，所述溶液出口与多个旋流雾化喷嘴5连通；溶液出口与多个旋流雾化喷嘴5之间设置有循环泵6。光辐射喷射反应器1底部装有次氯酸钠溶液，上部作为雾化射流反应区域，反应器1以紫外灯3为中心对称布置，两侧是反应室，中间是紫外灯3布置及冷却室。所述烟气出口处还设置有氯气回收装置4，所述氯气回收装置4还与烟气入口相连。空气冷却装置提供空气对紫外灯3进行冷却，以保证紫外灯3在低温下高效运行。
所述的光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法，是在光辐射喷射反应器1中，先采用次氯酸钠作为吸收剂固定CO2，反应产生的次氯酸在紫外光辐射下产生氯原子和羟基可进一步氧化脱除烟气中的SO2﹑NOx﹑Hg0。具体的：
首先，通过溶液入口向光辐射喷射反应器1中注入次氯酸酸钠溶液，使反应器1的底部填充次氯酸钠溶液，启动循环泵6，次氯酸钠溶液经过溶液出口、旋流雾化喷嘴5喷射到所述反应器1内液面以上的反应区域，并形成次氯酸钠雾化液滴。
然后，来自锅炉含CO2﹑SO2﹑NOx﹑Hg0的烟气从烟气入口进入光辐射喷射反应器1中并与旋流雾化喷嘴5出来的次氯酸钠液滴混合后射向对面的石英板2；在液滴射向石英板2过程中，次氯酸钠与烟气中的CO2发生快速反应并产生次氯酸；当液滴撞击到石英板2上后，次氯酸附着在石英板2表面上、并在紫外灯3辐射下分解产生高活性氯原子和羟基；如图4所示，采用电子自旋共振技术可测定到紫外光辐射次氯酸溶液产生了氯原子和羟基。
具体过程可用如下的化学反应(1)-(6)表示。
NaClO+H2O+CO2→NaHCO3+HCO (1)
Cl·+H2O→OH-+·OH (5)
·O-++H2O→OH-+·OH (6)
烟气中的SO2﹑NOx﹑Hg0会在石英板2表面与羟基发生氧化反应，反应产生的氧化产物会被后续射流冲击洗涤脱落，从而保证石英板2具有良好的紫外光穿透性。具有活泼性质的羟基可氧化脱除烟气中的SO2﹑NOx﹑Hg0，具体过程可用如下的化学反应(7)-(10)表示：
Hg0+·OH→HgO↓+·H (7)
NO+2·OH→HNO3+·H (8)
NO2+·OH→HNO3 (9)
SO2+·2OH→H2SO4 (10)
SO2﹑NOx﹑Hg0的氧化产物主要是硫酸﹑硝酸和***沉淀，***进入底部的产物分离槽后会因自身重力原因下沉分离，硫酸钠和硝酸钠均是工业原料，可被回收再利用。进入底部后通过产物出收集，被回收利用；烟气通过位于所述反应器1顶面的烟气出口排出。
烟气中残留的氯气会被尾部的氯气回收装置4吸收分离后循环再利用，被回收的氯气经烟气入口再次进入所述反应器1，并与液滴反应形成次氯酸，参与光分解过程。洗涤后的烟气经烟气出口排入大气。该***具有极强的氧化性，能够实现四个污染物的零排放，且脱除过程无二次污染，具有广阔的市场应用前景。
在光辐射喷射反应器1内，旋流雾化喷嘴5的横向和纵向间距太大将无法形成良好的液滴雾化覆盖，太小将会导致液滴碰撞合并加剧，同样不利于液滴的雾化覆盖，故旋流雾化喷嘴5的最佳横向和纵向间距A均位于10cm-45cm之间，如图2所示，且为便于安装，横向间距和纵向间距保持相等。紫外灯3与石英板2之间的横向间距太小不利于空气流动冷却，太大则导致紫外传播距离增加，增加能耗，故紫外灯3与石英板2之间的最佳横向间距B位于1cm-4cm之间。光辐射喷射反应器1的高度与烟气的停留时间/反应时间有关，高度增加，烟气停留时间增加，脱除效率会增加，但高度太高，反应器1体积庞大，初始投资增加，因此光辐射喷射反应器1的最佳高度C位于0.5m-8m之间。光辐射喷射反应器1的反应室的宽度太小会导致旋流雾化喷嘴5无法展开覆盖，而宽度太大会导致循环泵6功率增加，因此反应室的最佳宽度D位于0.1m-1.5m。紫外灯3的横向间距太大会导致紫外光辐射功率不足，而太小将导致能量消耗增加，故紫外灯3的最佳横向间距E位于0.1m-0.8m之间，如图3所示。光辐射喷射反应器1的长度与处理烟气的流量以及占地面积有关，烟气流量越大，需要的反应器1长度越长，但占地面积也相应增大，综合两者因素后发现光辐射喷射反应器1的最佳长度F位于0.1m-6m之间。旋流雾化喷嘴5射出的溶液液滴直径太大无法提供足够的接触面积，故旋流雾化喷嘴5射出的溶液液滴直径不大于80微米。旋流雾化喷嘴5射出的溶液液滴出口流速太小无法形成足够的气流刚度，不能对石英板2形成足够的冲刷，故旋流雾化喷嘴5射出的溶液的出口流速不小于1.5m/s。
烟气入口温度太高将导致电解产生的次氯酸加速自分解，不利于脱除过程的进行。另外，烟气温度太高还将增加紫外灯3冷却负担，因此烟气入口温度不高于150℃，可通过增加前置烟气冷却器冷却后再进入反应器1。烟气与溶液的液气比太高会导致脱除效果下降，而太低则导致反应器1无法充分利用，故溶液与烟气的最佳液气比是1L/m3-30L/m3。溶液中次氯酸钠是电解制备氯气的主要介质和原料，其浓度太高将导致雾化溶液粘稠度增加，增加旋流雾化喷嘴5流动阻力和雾化难度，同时还会降低气体溶解度，而浓度太低则无法制取足够浓度的氯气，因此溶液中次氯酸钠的最佳浓度为0.1mol/L-5mol/L。溶液的pH太高不利于次氯酸的稳定，也不利于污染物的脱除，因此溶液的pH要求不高于6.5。溶液温度太高将会导致次氯酸分解和氯气溶解度下降，因此溶液温度不高于65℃。烟气中污染物的浓度太高会导致排放无法达到环保要求，因此，烟气中SO2的浓度不高于10000ppm，NOx的浓度不高于5000ppm，Hg0汞浓度不高于500μg/m3。紫外光辐射强度越高，脱除效率越好，但能耗也将大大提高，故紫外光有效辐射强度为30μW/cm2-250μW/cm2。紫外线波长越短，释放的光子能量越大，分解次氯酸的能力越强，但传播距离明显下降，即处理能力不足，因此紫外线有效波长为180nm-280nm。
根据烟气处理量﹑可用的占地面积和污染物脱除效率等综合指标，光辐射喷射反应器1可以是一个单用，也可以是两个或两个以上的串联或并联使用，串联可以增加脱除效率，并联可以增加处理的烟气量。洗涤后的烟气中可能有少量的氯气存在，尾部设有含有次氯化碳的氯气回收装置4，可以进一步洗涤回收氯气，回收后的氯气可再循环利用。紫外灯3运行过程中会产生大量的热量，温度太高将会大大降低紫外灯3的运行效率和使用寿命，因此***运行时需要设置一套利用空气循环的冷却装置，冷却空气量可以根据出口气流温度来确定，一般保持紫外灯3运行温度在55℃以下即可。
实施例1：
旋流雾化喷嘴5的横向和纵向间距A均为30cm。紫外灯3与石英板2之间的横向间距B为1cm。光辐射喷射反应器1的高度C为2.0m之间。反应室的宽度D为1.5m。紫外灯3的横向间距E为0.1m。光辐射喷射反应器1的长度F为2.0m。旋流雾化喷嘴5射出的溶液液滴直径为60微米，出口流速为3.5m/s。烟气入口温度为80℃，液气比为5L/m3，次氯酸钠浓度为0.5mol/L，溶液pH为4.0，溶液温度为50℃，烟气中SO2的浓度4000ppm，NOx浓度500ppm，汞浓度为100μg/m3，CO2浓度为12％，紫外光辐射强度为80μW/cm2，紫外线波长为254nm。在小型实验***上的结果为：脱硫脱硝脱汞脱碳的效率分别达到93.6％，54.1％，81.6％，54.8％。
实施例2：
旋流雾化喷嘴5的横向和纵向间距A均为30cm。紫外灯3与石英板2之间的横向间距B为1cm。光辐射喷射反应器1的高度C为2.0m之间。反应室的宽度D为1.5m。紫外灯3的横向间距E为0.1m。光辐射喷射反应器1的长度F为2.0m。旋流雾化喷嘴5射出的溶液液滴直径为60微米，出口流速为3.5m/s。烟气入口温度为80℃，液气比为4L/m3，次氯酸钠浓度为0.5mol/L，溶液pH为4.0，溶液温度为50℃，烟气中SO2的浓度4000ppm，NOx浓度500ppm，汞浓度为100μg/m3，CO2浓度为12％，紫外光辐射强度为120μW/cm2，紫外线波长为254nm。在小型实验***上的结果为：脱硫脱硝脱汞脱碳的效率分别达到100％，75.2％，90.7％，74.3％。
实施例3：
旋流雾化喷嘴5的横向和纵向间距A均为30cm。紫外灯3与石英板2之间的横向间距B为1cm。光辐射喷射反应器1的高度C为2.0m之间。反应室的宽度D为1.5m。紫外灯3的横向间距E为0.1m。光辐射喷射反应器1的长度F为2.0m。旋流雾化喷嘴5射出的溶液液滴直径为60微米，出口流速为3.5m/s。烟气入口温度为80℃，液气比为4L/m3，次氯酸钠浓度为1.0mol/L，溶液pH为4.0，溶液温度为50℃，烟气中SO2的浓度4000ppm，NOx浓度500ppm，汞浓度为100μg/m3，CO2浓度为12％，紫外光辐射强度为120μW/cm2，紫外线波长为254nm。在小型实验***上的结果为：脱硫脱硝脱汞脱碳的效率分别达到100％，89.3％，97.2％，89.9％。
实施例4：
旋流雾化喷嘴5的横向和纵向间距A均为30cm。紫外灯3与石英板2之间的横向间距B为1cm。光辐射喷射反应器1的高度C为2.0m之间。反应室的宽度D为1.5m。紫外灯3的横向间距E为0.1m。光辐射喷射反应器1的长度F为2.0m。旋流雾化喷嘴5射出的溶液液滴直径为60微米，出口流速为3.5m/s。烟气入口温度为80℃，液气比为3L/m3，次氯酸钠浓度为1.0mol/L，溶液pH为4.0，溶液温度为50℃，烟气中SO2的浓度4000ppm，NOx浓度500ppm，汞浓度为100μg/m3，CO2浓度为12％，紫外光辐射强度为120μW/cm2，紫外线波长为254nm。在小型实验***上的结果为：脱硫脱硝脱汞脱碳的效率分别达到100％，94.3％，100％，94.1％。
实施例5：
旋流雾化喷嘴5的横向和纵向间距A均为30cm。紫外灯3与石英板2之间的横向间距B为1cm。光辐射喷射反应器1的高度C为2.0m之间。反应室的宽度D为1.5m。紫外灯3的横向间距E为0.1m。光辐射喷射反应器1的长度F为2.0m。旋流雾化喷嘴5射出的溶液液滴直径为60微米，出口流速为3.5m/s。烟气入口温度为80℃，液气比为3L/m3，次氯酸钠浓度为1.0mol/L，溶液pH为4.0，溶液温度为50℃，烟气中SO2的浓度4000ppm，NOx浓度300ppm，汞浓度为100μg/m3，CO2浓度为8％，紫外光辐射强度为120μW/cm2，紫外线波长为254nm。在小型实验***上的结果为：脱硫脱硝脱汞脱碳的效率分别达到100％，100％，100％，100％。
实施例6：
旋流雾化喷嘴5的横向和纵向间距A均为30cm。紫外灯3与石英板2之间的横向间距B为1cm。光辐射喷射反应器1的高度C为2.0m之间。反应室的宽度D为1.5m。紫外灯3的横向间距E为0.1m。光辐射喷射反应器1的长度F为2.0m。旋流雾化喷嘴5射出的溶液液滴直径为60微米，出口流速为3.5m/s。烟气入口温度为80℃，液气比为3L/m3，次氯酸钠浓度为1.0mol/L，溶液pH为4.0，溶液温度为50℃，烟气中SO2的浓度4000ppm，NOx浓度300ppm，汞浓度为100μg/m3，CO2浓度为8％，紫外光辐射强度为120μW/cm2，紫外线波长为185nm。在小型实验***上的结果为：脱硫脱硝脱汞脱碳的效率分别达到100％，100％，100％，100％。
经过以上实施例的综合对比可知，实施例5和6具有最佳的同时脱除效果，脱硫脱硝脱汞脱碳的效率均达到100％，100％，100％，100％，实现了多污染物的零排放，可作为最佳实施例参照使用。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的装置，其特征在于：设有一个光辐射喷射反应器(1)，光辐射喷射反应器(1)内部中心位置设置多个紫外灯(3)，所述紫外灯(3)外部设有石英板(2)，石英板(2)与紫外灯(3)之间具有缝隙作为空气冷却通道，所述空气冷却通道的底部设有空气入口、顶部设有空气出口；所述反应器(1)侧壁上设有多个旋流雾化喷嘴(5)，多个烟气入口分别与多个旋流雾化喷嘴(5)连通，所述反应器(1)的顶面上设置烟气出口，所述反应器(1)的底面上还设置有溶液进口、溶液出口和产物出口，所述溶液出口与多个旋流雾化喷嘴(5)连通；溶液出口与多个旋流雾化喷嘴(5)之间设置有循环泵(6)；所述烟气出口处还设置有氯气回收装置(4)，所述氯气回收装置(4)还与烟气入口相连。
2.根据权利要求1所述的光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的装置，其特征在于：旋流雾化喷嘴(5)的最佳横向和纵向间距A均位于10cm-45cm之间，紫外灯(3)与石英板(2)之间的横向间距B位于1cm-4cm之间，光辐射喷射反应器(1)的高度C位于0.5m-8m之间，反应器(1)的反应室的宽度D位于0.1m-1.5m，紫外灯(3)的横向间距E位于0.1m-0.8m之间，光辐射喷射反应器(1)的长度F位于0.1m-6m之间，旋流雾化喷嘴(5)射出的溶液液滴直径不大于80微米，旋流雾化喷嘴(5)射出的溶液的出口流速不小于1.5m/s。
3.根据权利要求1所述的光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的装置，其特征在于：烟气入口处还设置有烟气冷却器。
4.根据权利要求1所述的光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的装置，其特征在于：所述反应器(1)的数量为多个，多个反应器(1)之间并联和/或者串联。
5.一种光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过溶液入口向光辐射喷射反应器(1)中注入次氯酸酸钠溶液，使反应器(1)的底部填充次氯酸钠溶液，启动循环泵(6)，次氯酸钠溶液经过溶液出口、旋流雾化喷嘴(5)喷射到所述反应器(1)内液面以上的反应区域，并形成次氯酸钠雾化液滴；
(2)烟气从烟气入口进入光辐射喷射反应器(1)中并与旋流雾化喷嘴(5)出来的次氯酸钠液滴混合后射向对面的石英板(2)；在液滴射向石英板(2)过程中，次氯酸钠与烟气中的CO2发生快速反应并产生次氯酸；当液滴撞击到石英板(2)上后，次氯酸附着在石英板(2)表面上、并在紫外灯(3)辐射下分解产生高活性氯原子和羟基；烟气中的SO2﹑NOx﹑Hg0会在石英板(2)表面与羟基发生氧化反应，反应产生的氧化产物会被后续射流冲击洗涤脱落，从而保证石英板(2)具有良好的紫外光穿透性；
(3)SO2﹑NOx﹑Hg0的氧化产物主要是硫酸﹑硝酸和***沉淀，进入底部后通过产物出收集，被回收利用；烟气通过位于所述反应器(1)顶面的烟气出口排出；采用氯气回收装置(4)回收烟气中氯气的过程，被回收的氯气经烟气入口再次进入所述反应器(1)，并与液滴反应形成次氯酸，参与光分解过程。
6.根据权利要求5所述的光辐射次氯酸酸钠同时脱硫脱硝脱汞脱碳的方法，其特征在于：烟气入口温度不高于150℃，溶液与烟气的液气比是1L/m3-30L/m3，溶液中次氯酸钠的浓度为0.1mol/L-5mol/L，溶液的pH要求不高于6.5，溶液温度不高于65℃，紫外光有效辐射强度为30μW/cm2-250μW/cm2，紫外线有效波长为180nm-280nm。
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