專利名稱：電子束同步脫出燃煤鍋爐煙氣中CO₂、SO₂、NO_X的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬燃從煤鍋爐煙氣中脫碳、脫硫、脫氮方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，大氣污染狀況也越來越嚴(yán)重。造成大氣污染的主要原因之一是燃煤鍋爐煙道氣產(chǎn)生的煙氣，其主要污染成份是C02、SO2、和NOx，而且煙氣中有害的C02、 NOx^SO2往往同時存在。近年來全球聯(lián)合脫碳脫硫脫硝技術(shù)是煙氣治理的發(fā)展方向，隨著全球工業(yè)化步伐加快，大氣污染也相應(yīng)加重。研究表明，燃燒過程排放的二氧化碳是引起溫室效應(yīng)的主要物質(zhì)，所排放的C02、S02、N0x以及飛灰顆粒又是造成大氣污染的主要來源，消除這些污染是本專利采用新方法急需解決的問題。傳統(tǒng)煙氣治理中不能脫CO2、，在脫NOx和分步脫除技術(shù)中存在的設(shè)備投資較大、占地面積大和能耗高的問題。而現(xiàn)有脫硫、脫氮裝置主要是通過設(shè)置過濾裝置或者噴淋裝置的過濾與噴淋方法來解決燃煤鍋爐煙道氣產(chǎn)生的煙氣問題，其過濾物質(zhì)和噴淋設(shè)施成本高，而且脫碳、脫硫、脫氮效果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了克服現(xiàn)有燃煤鍋爐煙道氣產(chǎn)生的煙氣中脫碳、脫硫、脫氮存在的上述缺陷和不足，而提供一種脫碳、脫硫、脫氮效果極佳，成本極低的電子束同步脫出燃煤鍋爐煙氣中CO2、SO2、NOx的方法。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。電子束同步脫出燃煤鍋爐煙氣中0)2、502』0)(的方法，本發(fā)明在排放煙氣管道內(nèi)采用電子束脈沖電暈放電方法打斷C02、SO2, NOx的鍵，使其轉(zhuǎn)化為氧，碳、硫、氮；從而使氧氣從煙氣管道排出，碳、硫、氮被回收；脈沖電暈放電器采用銅棒作為電極。本發(fā)明脈沖電暈放電器采用的是線筒式結(jié)構(gòu)，及電極直徑為0. 5-1. 5mm的銅棒， 銅棒長度根據(jù)鍋爐煙氣流速計算，外筒內(nèi)徑ll-13cm的銅棒圓筒，長度為50-70cm ；參數(shù)為直流高壓13-Hkv，輸出峰值電壓為0-+50-50kv之間，平均輸出脈沖功率為361W，重復(fù)頻率為0-300Hz,脈沖寬度為200-600ns，脈沖前沿為50_350ns。使其轉(zhuǎn)化C+02、S+02、N+0x
本發(fā)明的有益效果是，由于本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣C02、S&和NOx —體化脫除及其資源化利用，相應(yīng)與多個獨(dú)立脫除系統(tǒng)相比，占地面積小、投資省、運(yùn)行成本低。新方法比目前常規(guī)的MEA化學(xué)吸收(X)2分離成本低2-3百元/噸。如果本項目生產(chǎn)的(X)2用其它用途， 則本項目會有更好的經(jīng)濟(jì)性。電子束法由于具有高效率同時脫燃煤鍋爐煙氣中C02、SO2和 NOx (脫除率C02>91 %、S02>95 %、N0x>93 %)，電擊過程不會產(chǎn)生二次污染，具有良好的負(fù)載跟蹤能力以及投資和運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明真正解決了目前CO2分離脫出的高成本問題，大幅度降低了(X)2的脫出成本對C02、SO2和NOx進(jìn)行同步脫除，基本可實(shí)現(xiàn)對燃煤煙氣治理的接近零的排放，應(yīng)用前景廣闊。電子束法由于具有高效率同時脫燃煤鍋爐煙氣中C02、SO2和NOx(脫除率C02>91%、S02>95 %、N0x>93 %)，電擊過程不會產(chǎn)生二次污染，具有良好的負(fù)載跟蹤能力以及投資和運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。下面結(jié)合附圖及實(shí)施例近一步闡述本發(fā)明內(nèi)容。


圖1為本發(fā)明方法示意圖。
具體實(shí)施例方式電子束同步脫出燃煤鍋爐煙氣中0)2、502』0)(的方法，本發(fā)明在排放煙氣管道內(nèi)采用電子束脈沖電暈放電方法打斷CO2、SO2、NOx的鍵，使其變?yōu)镃+O2、S+O2、N+Ox從而使氧氣從煙氣管道排出，C、S、N被回收利用；脈沖電暈放電器采用銅棒作為電極。見圖1，燃煤鍋爐產(chǎn)生的凈化前煙氣1由煙氣管道2引至處理段，由計算機(jī)控制系統(tǒng)3控制的直流高壓脈沖電暈放電器4通過位于煙氣管道軸心線上的銅棒5放電，使凈化后的煙氣6得到放電處理沿管尾排出。本發(fā)明脈沖電暈放電器采用的是線筒式結(jié)構(gòu)，及電極直徑為0. 5-1. 5mm的銅棒， 銅棒長度根據(jù)鍋爐煙氣流速計算，外筒內(nèi)徑ll-13cm的銅棒圓筒，長度為50-70cm ；參數(shù)為直流高壓13-Hkv，輸出峰值電壓為0-+50-50kv之間，平均輸出脈沖功率為361W，重復(fù)頻率為0-300HZ，脈沖寬度為200-600ns，脈沖前沿為50-350ns。脈沖電暈放電器是現(xiàn)有技術(shù)， 本發(fā)明主要是根據(jù)排煙管道粗細(xì)及煙氣流速來決定放電的銅棒長度和外筒內(nèi)徑。CO2 鍵長118.2Pm(三鍵)、148 Pm(單鍵)；SO2 鍵長127. 8Pm(三鍵)、143. 1 Pm(單鍵)；NOx鍵長115 (NO)、120 Pm(NO2)。電子束脈沖電暈放電技術(shù)打斷C02、S02、N0x 的鍵，使其變?yōu)镃+02、S+02、N+0X從而使氧氣從煙道排出，C、S、N被回收，是新型的一體化聯(lián)合煙氣脫C02、SO2, NOx工藝方法。它針對煙氣中C02、N0x和分步脫除技術(shù)中存在的設(shè)備投資較大、占地面積大和能耗高的問題，提出了一項基于自由電子束技術(shù)斷鍵的煙氣中 CO2, SO2, NOx 一體化聯(lián)合脫除的技術(shù)。電子束法和脈沖電暈法實(shí)際上都是等離子法，只不過前者利用電子加速器獲得高能電子，后者利用脈沖電暈放電獲得活化電子而已。用脈沖高壓電源來代替加速器產(chǎn)生等離子體的脈沖電暈等離子法(Pulse Corona Induced Plasma ChemicalProcess 艮口 PPCP 法)，用幾萬伏高壓脈沖電暈放電可使電子被加速到5 20 eV，可以打斷周圍氣體分子的化學(xué)鍵而生成氧化性極強(qiáng)的0Η、0、Η02、03等自由原子、自由基等活性物質(zhì)，在有氨注入下與 SO2和NOx反應(yīng)生成(NH4) 2S04、NH4NO3做農(nóng)用化肥。脈沖電暈放電法的關(guān)鍵元件是電源和電極系統(tǒng)。常用的脈沖電源有單極脈沖電源和雙極性脈沖電源。脈沖電暈反應(yīng)器的電極結(jié)構(gòu)常用線板式和線筒式。目前已經(jīng)有不少人對于脈沖電暈法脫硫硝進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究工作。從他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，脈沖電源的電參數(shù)直接影響脫硫脫硝的效果脈沖前沿要陡、 峰值要高，則電子被加速得快、能量高；脈沖寬度要窄，使分子、離子來不及被加速；由于正高壓脈沖電暈放電的流柱長，因而脫硫脫硝效果比負(fù)脈沖好；脈沖波形對等離子體脫硫脫硝的效率及能耗影響很大。氣體條件對脫硫也有重要影響一般地說，溫度越高，去除率要下降；濕度在一定范圍內(nèi)大些，有利于去除S02。另外，停留時間和飛灰的存在，都對脫硫脫硝有影響。
權(quán)利要求
1.電子束同步脫出燃煤鍋爐煙氣中co2、SO2、NOx的方法，其特征是，在排放煙氣管道內(nèi)采用電子束脈沖電暈放電方法打斷C02、S02、NOx的鍵，使其轉(zhuǎn)化為氧，碳、硫、氮；從而使氧氣從煙氣管道排出，碳、硫、氮被回收；脈沖電暈放電器采用銅棒作為電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束同步脫出燃煤鍋爐煙氣中C02、SO2,NOx的方法，其特征是，脈沖電暈放電器采用的是線筒式結(jié)構(gòu)，及電極直徑為0. 5-1. 5mm的銅棒，銅棒長度根據(jù)鍋爐煙氣流速計算，外筒內(nèi)徑ll_13cm的銅棒圓筒，長度為50-70cm ；參數(shù)為直流高壓13-Hkv，輸出峰值電壓為0-+50-50kv之間，平均輸出脈沖功率為361W，重復(fù)頻率為 0-300Hz,脈沖寬度為200-600ns，脈沖前沿為50_350ns。
全文摘要
電子束同步脫出燃煤鍋爐煙氣中CO2、SO2、NOX的方法，本發(fā)明在排放煙氣管道內(nèi)采用電子束脈沖電暈放電方法打斷CO2、SO2、NOX的鍵，使其轉(zhuǎn)化為氧，碳、硫、氮；從而使氧氣從煙氣管道排出，碳、硫、氮被回收；脈沖電暈放電器采用銅棒作為電極。本發(fā)明占地面積小、投資省、運(yùn)行成本低，比目前常規(guī)的MEA化學(xué)吸收CO2分離成本低2-3百元/噸。本發(fā)明真正解決了目前CO2分離脫出的高成本問題，大幅度降低了CO2的脫出成本，應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號B01D53/60GK102166467SQ201110054758
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者張嚴(yán)勻, 張光太, 李小鍵 申請人:張光太