專利名稱：鈉堿法化學(xué)吸收-非熱放電同時脫硫脫硝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于廢氣處理領(lǐng)域，涉及一種煙氣處理系統(tǒng)，具體涉及煙氣同時脫硫脫硝處理的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自從工業(yè)革命以來，化石燃料使用與日俱增，尤其是燃煤電廠、工業(yè)鍋爐、機動車等排放源排放的含S02，NOx等廢氣，使大氣環(huán)境日趨惡化。S02，NOx等酸性氣體的排放不僅嚴(yán)重影響人體健康，還會引起酸性降水，破壞全球的生態(tài)系統(tǒng)，是造成大氣污染、酸雨和溫室效應(yīng)的主要根源。因此，世界各國對SO2和NOx的排放制定了越來越嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，各國科研人員積極研究各種煙氣處理工藝以應(yīng)對越來越嚴(yán)峻的形勢。我國二氧化硫和氮氧化物的污染已經(jīng)到了非治不可的地步，國家治理污染的力度逐步加大。燃燒產(chǎn)生的硫氧化物和氮氧化物排放總量非常大。若用兩套系統(tǒng)分別脫硫脫硝，不但占地面積大，而且投資、操作費用高，并且隨著煙氣脫硫的普及，大氣中氮氧化物危害所占的比例將越來越大，因此同時脫硫脫硝的系統(tǒng)必將受到期待?，F(xiàn)有的同時脫硫脫硝技術(shù)有NFT、SNOx, SOx-NOx-ROx-BOx、NOSOx及活性炭催化吸附同時脫硫脫硝等。NFT技術(shù)，用石灰漿與尿素溶液混合后于1000°C條件下噴入爐膛，氮氧化物與尿素生成二氧化碳和水蒸氣，但二氧化硫與氧化鈣生成固體硫酸鈣，噴頭易堵塞結(jié)垢，脫硫脫硝效率不高；SN0x技術(shù)，對于氮氧化物采用SCR技術(shù)，對于二氧化硫采用催化氧化生成三氧化硫，三氧化硫與水生成硫酸，但投資與運行費用較高；S0x-N0x-R0x-B0x，對于氮氧化物采用SCR，對于二氧化硫采用鈣基或鈉基脫硫劑生成固體鹽，但投資費用較高，且存在固體物質(zhì)的處理問題；活性炭催化吸附同時脫硫脫硝，對于氮氧化物能在煙氣窗口溫度進行SCR，對于二氧化硫則吸附催化氧化，但合適的活性炭還不多，一次脫硫脫硝的效率不高。低溫等離子體(NTP)煙氣治理工藝是20世紀(jì)70年代開始出現(xiàn)的新技術(shù)，該技術(shù)投資少，占地面積小，可同時處理SO2,N0x等污染物的優(yōu)點。該法主要包括電子束(EB)工藝、脈沖電暈放電工藝(PCDP)和直流電暈放電工藝，而電子束(EB)工藝需要昂貴的加速器以及X射線防護設(shè)備，且加速器的靶窗很容易受到氣體的低溫腐蝕而縮短壽命，因此該工藝存在技術(shù)管理難度較大等缺點；脈沖電暈放電工藝(PCDP)中如何實現(xiàn)開關(guān)控制方便的大功率高壓脈沖電是現(xiàn)存的難題；直流電暈放電工藝，該技術(shù)存在的主要問題是和脈沖電暈法相比，其脫硫、脫硝能耗較高。由于完全脫硫脫硝的費用太高，傳統(tǒng)的脫硫脫硝技術(shù)對我國不太實用。因此，研究開發(fā)經(jīng)濟、高效、簡單的煙氣脫硫脫硝技術(shù)就顯得十分必要和緊迫。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提出一種物理與化學(xué)相結(jié)合的煙氣處理技術(shù)，即鈉堿法化學(xué)吸收-非熱放電同時脫硫脫硝系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠有效利用鈉堿法的脫硫廢液，低能耗、高效率、可靠運行的同時達到脫硫脫硝的目的。具體采用以下技術(shù)方案:鈉堿法化學(xué)吸收-非熱放電同時脫硫脫硝系統(tǒng)，是將工業(yè)排放的煙氣經(jīng)變頻風(fēng)機和煙氣流量計進入非熱放電單元，對煙氣中的NO氣體進行預(yù)氧化，之后再經(jīng)鈉堿吸收單元對煙氣脫硫脫硝后排放。所述非熱放電單元包括連接高壓配電單元的針陣列電暈放電反應(yīng)器；所述鈉堿吸收單元包括吸收塔、噴淋裝置和堿液池；吸收塔頂設(shè)有排氣口 ；所述噴淋裝置與吸收塔通過循環(huán)泵和調(diào)節(jié)閥連接，所述堿液池通過供液泵連接到循環(huán)泵與調(diào)節(jié)閥之間。本實用新型所述非熱放電單元與鈉堿吸收單元之間還設(shè)有與煙氣檢測儀相連的煙氣探頭，可實時監(jiān)測煙氣中NOx的轉(zhuǎn)化濃度。所述吸收塔頂還設(shè)有煙氣探頭II，可以實時監(jiān)測排出氣體中NOx的濃度。本實用新型所述吸收塔底部還設(shè)有排出泵，鈉堿吸收單元的吸收液失效后可由排出泵排除。本實用新型提供的系統(tǒng)運行時，排放的煙氣通過電動蝶閥、變頻風(fēng)機、煙氣流量計等控制煙氣使其進入針陣列電暈放電反應(yīng)器，由反應(yīng)器上連接的高壓配電單元供電，煙氣經(jīng)針陣列放電反應(yīng)器正流光放電作用后，將煙氣中NO氣體預(yù)氧化為NO2氣體，在此過程中設(shè)置煙氣檢測探頭，用煙氣分析儀檢測NOx各成分轉(zhuǎn)化濃度。預(yù)氧化后的煙氣再進入吸收塔內(nèi)，吸收塔的下部設(shè)有吸收液，由循環(huán)泵循環(huán)至噴淋系統(tǒng)，煙氣中SO2和NO2溶解于噴淋系統(tǒng)噴出的吸收液中，匯集到吸收塔底循環(huán)使用。本實用新型提供的系統(tǒng)，吸收塔內(nèi)的吸收液由循環(huán)泵循環(huán)至噴淋系統(tǒng)，經(jīng)噴嘴從塔體上部均勻噴出形成液滴、液霧，噴出的吸收液與上流向的煙氣充分接觸，并與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)生成Na2SO3, Na2SO3匯集到吸收塔底與吸收液混合，繼續(xù)循環(huán)至噴淋系統(tǒng)，在噴淋過程中Na2SO3與NO2反應(yīng)生成N2等無害氣體由塔頂直接排放，吸收液循環(huán)失效后由排出泵排除。
本實用新型原理:在非熱放電過程中，針陣列放電反應(yīng)器將煙氣中NO氣體預(yù)氧化為NO2氣體。本實用新型使用的針陣列放電反應(yīng)器采用公開號為CN1919465A的針陣列電極結(jié)構(gòu)，在正流光電暈放電過程中，NO預(yù)氧化的機理主要是發(fā)生自由基化學(xué)反應(yīng)。在正流光電暈放電過程中，產(chǎn)生大量活性電子，活性電子通過碰撞把能量傳遞給N2、02、H2O, CO2等主要的氣體分子，這些碰撞產(chǎn)生O、N、OH等初始自由基、正負(fù)離子和激發(fā)態(tài)分子；形成初始自由基后，電子-離子、離子-離子反應(yīng)和離子中電子分離產(chǎn)生更多的02、HO2等二次自由基。電暈放電過程產(chǎn)生大量的0、Ν、0Η、02和HO2等自由基，由這些自由基引發(fā)與NO作用將其氧化為N02。隨著放電功率的增大，在單位時間內(nèi)放電區(qū)域中產(chǎn)生高能電子增多，繼而碰撞出更多強氧化性活性粒子，加強了 NO預(yù)氧化成NO2的效果。煙氣通過非熱放電單元的處理后，進入吸收塔，煙氣中SO2與多級噴淋系統(tǒng)噴出的吸收液吸收接觸后，通過不斷循環(huán)過程來吸收煙氣中的SO2，在吸收過程中所生成的酸式鹽NaHSO3對SO2不具有吸收能力，隨著吸收過程的進行，吸收液中NaHSO3數(shù)量增多，吸收液的吸收能力下降，因此本實用新型還設(shè)置了堿液池向吸收塔中補充吸收液，使NaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO3,大量Na2SO3與NO2通過化學(xué)吸收將煙氣還原成N2及其他無污染產(chǎn)物，達到同時脫硫脫硝的目的。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本申請利用鈉堿法脫硫技術(shù)產(chǎn)生的脫硫廢液，結(jié)合非熱放電技術(shù)，是同時脫硫脫硝技術(shù)領(lǐng)域的一種全新概念。排放煙氣中的NOx等污染性氣體在等離子體區(qū)被分解或氧化，再結(jié)合鈉堿法堿液噴淋脫硫，產(chǎn)生廢液脫硝凈化吸收，將其還原為N2等無害化氣體排放，達到同時脫硫脫硝的目的。實現(xiàn)了鈉堿法化學(xué)吸收-非熱放電同時脫硫脫硝，具有有效利用鈉堿法廢液、非熱放電快速預(yù)氧化NO為NO2、低能耗、高效率、可靠運行的特點，是具有良好應(yīng)用前景的煙氣脫硫脫硝新工藝。

圖1為本實用新型的工藝流程圖；圖2為本實用新型實施例的工藝流程圖；圖中，1.煙囪，2.N0鋼瓶，3.電動蝶閥，4.變頻風(fēng)機，5.煙氣流量計，6.針陣列電暈放電反應(yīng)器，7.高壓配電單元，8.煙氣探頭1，8'.煙氣探頭II，9煙氣檢測儀，10.吸收塔，
11.多級噴淋裝置，12.調(diào)節(jié)閥，13.循環(huán)泵，14.排出泵，15.供液泵，16.堿液池；17.排氣口 ；18.熱交換器；1.1.SO2鋼瓶，1.2.NO鋼瓶，1.3.減壓閥，1.4.質(zhì)量流量控制器，1.5.鼓風(fēng)機，1.6.氣體流量計，1.7.混合氣室，1.8.空氣加熱器，1.9.溫度探頭；7.1.直流供壓電源，7.2.直流高壓控制器，7.3.示波器，7.4.高壓分壓器，7.5.電
流表；
具體實施方式
下面的實施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本實用新型，但不以任何方式限制本實用新型。實施例1鈉堿法化學(xué)吸收-非熱放電同時脫硫脫硝系統(tǒng)，是將工業(yè)排放的煙氣2經(jīng)變頻風(fēng)機4和煙氣流量計5等進入非熱放電單元，對煙氣中的NO氣體進行預(yù)氧化，之后再經(jīng)鈉堿吸收單元對煙氣脫硫脫硝后排放。所述非熱放電單元包括連接高壓配電單元7的針陣列電暈放電反應(yīng)器6 ;所述鈉堿吸收單元包括吸收塔10、噴淋裝置11和堿液池16 ;吸收塔頂設(shè)有排氣口 17 ；所述噴淋裝置與吸收塔通過循環(huán)泵13和調(diào)節(jié)閥12連接，所述堿液池通過供液泵15連接到循環(huán)泵與調(diào)節(jié)閥之間。本實施例所述非熱放電單元與鈉堿吸收單元之間還設(shè)有與煙氣檢測儀9相連的煙氣探頭I，可實時監(jiān)測煙氣中NOx的轉(zhuǎn)化濃度，從而控制工藝條件及檢測系統(tǒng)是否運行正
堂
巾O本實施例所述吸收塔頂還設(shè)有煙氣探頭II，可以實時監(jiān)測排出氣體中NOx的濃度，從而檢測排放氣體是否達標(biāo)及檢測系統(tǒng)是否運行正常。本實施例所述吸收塔底部還設(shè)有排出泵14，鈉堿吸收單元的吸收液失效后可由排出泵排除。實施例2鈉堿法化學(xué)吸收-非熱放電同時脫硫脫硝系統(tǒng)，在實驗室中為模擬工業(yè)煙氣進行本實用新型系統(tǒng)使用前后脫硫脫硝效果測試，在非熱放電單元前設(shè)置煙氣模擬單元，包括以下結(jié)構(gòu)(如圖2中A部所示):S02鋼瓶和NO鋼瓶通過質(zhì)量流量控制器后，由鼓風(fēng)機和氣體流量計控制流量后進入混合氣室混合，經(jīng)空氣加熱器加熱模擬煙氣溫度后進入本實用新型提供的系統(tǒng)進行處理。上述模擬的煙氣2進入非熱放電單元，對煙氣中的NO氣體進行預(yù)氧化，之后再經(jīng)鈉堿吸收單元對煙氣脫硫脫硝后排放。所述非熱放電單元包括連接高壓配電單元7的針陣列電暈放電反應(yīng)器6 ;本實施例所述高壓配電單元由直流供壓電源11、直流高壓控制器12、示波器13、高壓分壓器14和電流表15組成(如圖2中B部所示)；所述鈉堿吸收單元包括吸收塔10、噴淋裝置11和堿液池16 ;吸收塔頂設(shè)有排氣口17 ；所述噴淋裝置與吸收塔通過循環(huán)泵13和調(diào)節(jié)閥12連接，所述堿液池通過供液泵15連接到循環(huán)泵與調(diào)節(jié)閥之間。本實施例所述非熱放電單元與鈉堿吸收單元之間還設(shè)有與煙氣檢測儀9相連的煙氣探頭I，可實時監(jiān)測煙氣中NOx的轉(zhuǎn)化濃度，從而控制工藝條件及檢測系統(tǒng)是否運行正
堂
巾O本實施例所述吸收塔頂還設(shè)有煙氣探頭II，可以實時監(jiān)測排出氣體中NOx的濃度，從而檢測排放氣體是否達標(biāo)及檢測系統(tǒng)是否運行正常。本實施例所述吸收塔底部還設(shè)有排出泵14，鈉堿吸收單元的吸收液失效后可由排出泵排除。本實施例中，經(jīng)過預(yù)氧化后的煙氣在進入吸收塔前還設(shè)置了熱交換器18以調(diào)整煙氣的溫度。模擬煙氣中SO2濃度約400ppm、NOx濃度約500ppm左右，通過空氣加熱器加熱到100°C左右模擬工業(yè)煙氣的溫度，通過高壓直流電源供電，供電電壓范圍-16KV 16KV，以米用公開號為CN1919465A的針陣列電極結(jié)構(gòu)的電暈放電反應(yīng)器,在正流光電暈放電作用下，將模擬煙氣中NO氣體預(yù)氧化為NO2氣體，再經(jīng)過熱交換器降溫到50°C左右，進過噴淋塔鈉堿脫硫，利用其脫硫廢液同時化學(xué)吸收進行脫硝，檢測脫硫脫硝效果。具體數(shù)據(jù)見表I。表I
權(quán)利要求1.鈉堿法化學(xué)吸收-非熱放電同時脫硫脫硝系統(tǒng)，其特征在于:煙氣(2)首先進入非熱放電單元進行預(yù)氧化后，再經(jīng)鈉堿吸收單元脫硫脫硝后排放； 所述非熱放電單元包括連接高壓配電單元(7)的針陣列電暈放電反應(yīng)器(6)； 所述鈉堿吸收單元包括吸收塔(10)、噴淋裝置(11)和堿液池(16);吸收塔頂設(shè)有排氣口(17);所述噴淋裝置與吸收塔通過循環(huán)泵(13)和調(diào)節(jié)閥(12)連接，所述堿液池通過供液泵(15)連接到循環(huán)泵與調(diào)節(jié)閥之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述非熱放電單元與鈉堿吸收單元之間還設(shè)有與煙氣檢測儀(9)相連的煙氣探頭(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述吸收塔頂還設(shè)有煙氣探頭II(8 丨)。
4.根據(jù)權(quán)利 要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述吸收塔底部還設(shè)有排出泵(14)。
專利摘要鈉堿法化學(xué)吸收-非熱放電同時脫硫脫硝系統(tǒng)，煙氣首先進入非熱放電單元進行預(yù)氧化后，再經(jīng)鈉堿吸收單元脫硫脫硝后排放；所述非熱放電單元包括連接高壓配電單元的針陣列電暈放電反應(yīng)器；所述鈉堿吸收單元包括吸收塔、噴淋裝置和堿液池；吸收塔頂設(shè)有排氣口；所述噴淋裝置與吸收塔通過循環(huán)泵和調(diào)節(jié)閥連接，所述堿液池通過供液泵連接到循環(huán)泵與調(diào)節(jié)閥之間。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型實現(xiàn)了鈉堿法化學(xué)吸收-非熱放電同時脫硫脫硝，有效利用鈉堿法廢液、非熱放電快速預(yù)氧化NO為NO2、低能耗，高效率、可靠運行，具有良好應(yīng)用前景的煙氣脫硫脫硝新工藝。
文檔編號B01D53/75GK203155066SQ20132016595
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者朱益民, 白宸陽, 唐曉佳, 李鐵 申請人:大連海事大學(xué)