專利名稱：脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脫硫脫硝方法和裝置，具體涉及發(fā)電廠、冶金、石油化工中的尾 氣同時脫硫脫硝方法和裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)電廠、冶金、石油化工的尾氣中的二氧化硫(S02)和氮氧化物(N(U是 大氣污染的主要物質(zhì)，二氧化硫(S02)和氮氧化物(N0X)是形成"酸霧"和"酸 雨"的主要原因之一，嚴(yán)重危及人體健康，對自然環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害，脫硫、 脫硝是中國治理燃煤污染改善大氣環(huán)境的最主要目標(biāo)，目前國內(nèi)發(fā)電廠脫硫、 脫硝的方法主要有濕法和干法兩種，濕法脫硫、脫該方法的問題是耗水量大， 而且必須進(jìn)行污水的深度處理，生成的大量副產(chǎn)品石膏應(yīng)用也有限，煙氣在進(jìn) 入煙囪6前需要加熱提高溫度，該組合技術(shù)中氨選擇性催化劑還原法的缺點是， 脫硝的催化劑壽命維護(hù)比較麻煩，方法中生成的胺化合物有堵塞系統(tǒng)的弊病等， 因此其推廣應(yīng)用受到影響。干法克服了濕法脫硫、脫硝的上述缺點，以脈沖電 暈等離子體脫硫、脫硝方法為例，它用一個過程能同時脫硫脫硝，且去除效率 高，能夠生成的副產(chǎn)品硫酸銨和硝酸銨可作化肥用，沒有廢棄物，沒有廢水及 其處理設(shè)施，因為不用催化劑，所以不存在催化劑中毒，影響使用壽命的問題， 其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，對煙氣條件變化適應(yīng)性強(qiáng)，容易控制，其設(shè)備簡單，容易實 現(xiàn)，但目前國內(nèi)脈沖電暈等離子體干法脫硫脫硝的脫除效率只能達(dá)到80%左右， 還不夠理想，達(dá)不到環(huán)保部門要求零排放的要求，制約了國內(nèi)干法脈沖電暈等 離子體脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對國內(nèi)干法脈沖電暈等離子體反應(yīng)脫硫脫 硝方法的的上述缺點，提供一種脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法和利用本方法脫硫脫硝的裝置。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法
經(jīng)過除塵器處理后的煙氣進(jìn)入到調(diào)質(zhì)塔，對煙氣的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)， 以滿足等離子體反應(yīng)器工作所需要的條件；
通過調(diào)質(zhì)塔調(diào)節(jié)后的煙氣進(jìn)入到等離子體反應(yīng)器內(nèi)，煙氣在等離子體反應(yīng) 器的放電極和接地極之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的等離子體電暈放電，同時向等離子體反應(yīng) 器內(nèi)加入添加劑氨進(jìn)行脫硫脫硝，生成由硫酸銨和硝酸銨構(gòu)成的混合銨鹽，大 的混合銨鹽顆粒沉降在等離子體反應(yīng)器的灰斗內(nèi)，小的硫酸銨和硝酸銨微粒的 隨煙氣進(jìn)入到物料收集器內(nèi)被收集，煙氣被排出；
從物料收集器3排出的煙氣在被排入大氣之前還要進(jìn)行吸附催化處理；
首先通過預(yù)熱器對從物料收集器排出的煙氣進(jìn)行預(yù)熱，加熱后的煙氣進(jìn)入 吸附催化系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行吸附催化脫硫脫硝，凈化后煙氣通過煙囪排出。
利用上述方法脫硫脫硝的裝置它包括調(diào)質(zhì)塔、等離子體反應(yīng)器、物料收 集器和供氨系統(tǒng)，調(diào)質(zhì)塔的出氣口與等離子體反應(yīng)器的進(jìn)氣口相連通，等離子 體反應(yīng)器的出氣口與物料收集器的進(jìn)氣口相連通，供氨系統(tǒng)與等離子體反應(yīng)器 的供氨口相連通，其特征在于它還包括預(yù)熱器和吸附催化系統(tǒng)，吸附催化系 統(tǒng)由第一段吸附催化塔、第二段吸附催化塔、活性炭倉、解吸塔和克蘿斯反應(yīng) 器構(gòu)成，預(yù)熱器的進(jìn)氣口與物料收集器的出氣口相連通，預(yù)熱器的出氣口與第 一段吸附催化塔的的進(jìn)氣口相連通，第一段吸附催化塔的出氣口與第二段吸附 催化塔的進(jìn)氣口相連通，供氨系統(tǒng)與第二段吸附催化塔的供氨口相連通，第一 段吸附催化塔的飽和活性炭出口通過傳動裝置與解吸塔的活性炭入口相通，解 吸塔的出氣口與克勞斯反應(yīng)器的進(jìn)氣口相連通，解吸塔的活性炭出口通過傳動 裝置與活性炭倉相通。
本發(fā)明的技術(shù)效果是本方法中由于增加了吸附催化步驟，提高了脫凈率，脫凈率可達(dá)96%以上，而且無二次污染，副產(chǎn)品硫酸銨、硝酸銨和單質(zhì)硫都有非 常好的經(jīng)濟(jì)利用價值，其裝置結(jié)構(gòu)簡單，投資少，它可以使國內(nèi)干法脈沖電暈 等離子體脫硫脫硝能力大為增強(qiáng)，從而促進(jìn)國內(nèi)干法脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展。


圖l為本發(fā)明實施例裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例吸附催化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖l、圖2所示，脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法 經(jīng)過除塵器處理后的煙氣進(jìn)入到調(diào)質(zhì)塔l，對煙氣的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)
(煙氣在調(diào)質(zhì)塔1內(nèi)被調(diào)節(jié)為溫度58 62。C，濕度10%，)，以滿足等離子體反 應(yīng)所需要的條件；
通過調(diào)質(zhì)塔1調(diào)節(jié)后的煙氣進(jìn)入到等離子體反應(yīng)器2內(nèi)，煙氣在等離子體反 應(yīng)器2的放電極和接地極之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的等離子體電暈放電，同時向等離子體反 應(yīng)器2內(nèi)加入添加劑氨進(jìn)行脫硫脫硝，(向等離子體反應(yīng)器2內(nèi)加入的添加劑氨 與煙氣中的S02和NOx的當(dāng)量比為l: 1)，生成由硫酸銨和硝酸銨構(gòu)成的混合銨 鹽，大的混合銨鹽顆粒沉降在等離子體反應(yīng)器2的灰斗21內(nèi)，小的硫酸銨和硝酸 銨微粒的隨煙氣進(jìn)入到物料收集器3內(nèi)被收集。
煙氣在等離子體反應(yīng)器2內(nèi)等離子體電暈放電，產(chǎn)生(5 3ev)高能電子， 帶電離子，自由基原子和各種激發(fā)態(tài)原子、分子等活性物質(zhì)(基本粒子)，如 0H自由基、0原子、H02、 03等，這些自由基對S02和N0x分子進(jìn)行等離子體催化氧 化反應(yīng)，在有H20水分子存在下豐成S03和N02相應(yīng)的硫酸H2S04和硝酸HN03，而在添 加劑氨存在的情況下生成相應(yīng)的硫酸銨(NH4) 2S04和硝酸銨NH4N03混合銨鹽。
從等離子體反應(yīng)器2和物料收集器3收集的硫酸銨和硝酸銨顆粒通過輸送機(jī) 械被送到造粒系統(tǒng)8進(jìn)行加工成肥料包裝。
經(jīng)過等離子體反應(yīng)器2處理和物料收集器3收集微粒后的煙氣中還殘留有少量的有害煙氣，這部分煙氣在被排入大氣之前還要進(jìn)行吸附催化處理。
首先通過預(yù)熱器5對從物料收集器3排出的煙氣進(jìn)行預(yù)熱，(煙氣在預(yù)熱器5 內(nèi)被加熱到120 20(TC之間，該溫度是吸附催化的最佳溫度)，然后加熱后的 煙氣進(jìn)入吸附催化系統(tǒng)6內(nèi)進(jìn)行吸附催化脫硫脫硝。
在吸附催化系統(tǒng)6內(nèi)煙氣首先進(jìn)入吸附催化系統(tǒng)6的第一段吸附催化塔61， 在此利用足量的活性炭對S02進(jìn)行物理吸附和化學(xué)吸附，S02被脫除，然后煙氣進(jìn) 入第二段吸附催化塔62內(nèi)，在此利用適量的活性炭催化、通過噴入氨除去NOx。
在第一段吸附催化塔61的脫硫反應(yīng)中煙氣中的S02在活性炭、煙氣中有氧和 水蒸氣存在的條件下，部分S02被吸附，部分被氧化成為S03，并進(jìn)一步與水反應(yīng) 生成硫酸，反應(yīng)過程如下
S02—S02* (物理吸附)
02—02* (物理吸附)
H20—H20* (物理吸附)
2S02+02—2S03 (化學(xué)吸附)
S03+H20—H2S03 (化學(xué)吸附)
H2S04+nH20—H2S04 nH20 (化學(xué)吸附)
注反應(yīng)式中*表示吸附于活性炭表面的分子，
化學(xué)吸附催化的總反應(yīng)式為S02+H20+1/202—H2S04。
在第一段吸附催化塔61內(nèi)飽和后的活性炭被輸送到解吸塔64進(jìn)行再生，在 解吸塔64內(nèi)被加熱到40(TC解吸出濃縮的S02煙氣，該S02煙氣被送入到克勞斯反 應(yīng)器65內(nèi)被轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫回收利用，而在解吸塔64內(nèi)再生后的活性炭又通過循 環(huán)送到活性炭倉63進(jìn)入S02的吸附催化，在第二段吸附催化塔62內(nèi)活性炭又充當(dāng) 了催化劑。
在第二段吸附催化塔62內(nèi)向煙氣中加入氨，當(dāng)煙氣溫度在120 20(TC之間 時，在活性炭的催化作用下與煙氣中的N0x反應(yīng)生成N2和H20,其反應(yīng)過程如下4N0+4NH3+02—4N2+6H20 2N0+4NH3+02—3N2+6H20
在第二段吸附催化塔62內(nèi)活性炭只起到催化作用，不用進(jìn)行再生，凈化后 煙氣通過煙囪7排出。
利用上述方法脫硫脫硝的裝置它包括調(diào)質(zhì)塔l、等離子體反應(yīng)器2、物料 收集器3和供氨系統(tǒng)4，調(diào)質(zhì)塔1的出氣口與等離子體反應(yīng)器2的進(jìn)氣口相連通， 等離子體反應(yīng)器2的出氣口與物料收集器3的進(jìn)氣口相連通，供氨系統(tǒng)4與等離子 體反應(yīng)器2的供氨口相連通，其特征在于它還包括預(yù)熱器5和吸附催化系統(tǒng)6， 預(yù)熱器5的進(jìn)氣口與物料收集器3的出氣口相連通，預(yù)熱器5的出氣口與吸附催化 系統(tǒng)6的進(jìn)氣口相連通，供氨系統(tǒng)4與吸附催化系統(tǒng)6的供氨口相連通。
吸附催化系統(tǒng)6由第一段吸附催化塔61、第二段吸附催化塔62、活性炭倉63、 解吸塔64和克勞斯反應(yīng)器65構(gòu)成，預(yù)熱器5的出氣口與第一段吸附催化塔61的進(jìn) 氣口相連通，第一段吸附催化塔61的出氣口與第二段吸附催化塔62的進(jìn)氣口相 連通，供氨系統(tǒng)4與第二段吸附催化塔62的供氨口相連通，第一段吸附催化塔61 的飽和活性炭出口通過傳動裝置與解吸塔64的活性炭入口相通，解吸塔64的出 氣口與克勞斯反應(yīng)器65的進(jìn)氣口相連通，解吸塔64的活性炭出口通過傳動裝置 與活性炭倉63相通。
等離子體反應(yīng)器2為脈沖電暈等離子體反應(yīng)器。第二段吸附催化塔62的出氣 口與煙囪7相連通。第一段吸附催化塔61和第二段吸附催化塔62內(nèi)分別設(shè)有活性 炭移動床。
它還包括造粒系統(tǒng)8，等離子體反應(yīng)器2的灰斗21和物料收集器3的灰斗31分 別通過輸送機(jī)械與造粒系統(tǒng)8相連。
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權(quán)利要求
1、脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法，其過程為經(jīng)過除塵器處理后的煙氣進(jìn)入到調(diào)質(zhì)塔(1)，對煙氣的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足等離子體反應(yīng)所需要的條件；通過調(diào)質(zhì)塔(1)調(diào)節(jié)后的煙氣進(jìn)入到等離子體反應(yīng)器(2)內(nèi)，煙氣在等離子體反應(yīng)器(2)的放電極和接地極之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的等離子體電暈放電，同時向等離子體反應(yīng)器(2)內(nèi)加入添加劑氨進(jìn)行脫硫脫硝，生成由硫酸銨和硝酸銨構(gòu)成的混合銨鹽，大的混合銨鹽顆粒沉降在等離子體反應(yīng)器(2)的灰斗(21)內(nèi)，小的硫酸銨和硝酸銨微粒的隨煙氣進(jìn)入到物料收集器(3)內(nèi)被收集；從物料收集器(3)排出的煙氣在被排入大氣之前還要進(jìn)行吸附催化處理；首先通過預(yù)熱器(5)對從物料收集器(3)排出的煙氣進(jìn)行預(yù)熱，然后加熱后的煙氣進(jìn)入吸附催化系統(tǒng)(6)內(nèi)進(jìn)行吸附催化脫硫脫硝。
2、 如權(quán)利要求l所述的脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法， 其特征在于煙氣在調(diào)質(zhì)塔(1)內(nèi)被調(diào)節(jié)為溫度58 62。C，濕度109L
3、 如權(quán)利要求l所述的脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法， 其特征在于向等離子體反應(yīng)器(2)內(nèi)加入的添加劑氨與煙氣中的S02和NOx的 當(dāng)量比為l: 1。
4、 如權(quán)利要求l所述的脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法， 其特征在于煙氣在預(yù)熱器(5)內(nèi)被加熱到120 20CTC之間，該溫度是吸附催 化的最佳溫度。
5、 如權(quán)利要求l所述的脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法， 其特征在于在吸附催化系統(tǒng)(6)內(nèi)煙氣首先進(jìn)入吸附催化系統(tǒng)(6)的第一 段吸附催化塔(61)，在此利用足量的活性炭對S02進(jìn)行物理吸附和化學(xué)吸附， S02被脫除，然后煙氣進(jìn)入第二段吸附催化塔(62)內(nèi)，在此利用適量的活性炭 催化、通過噴入氨除去NOx，凈化后煙氣通過煙囪(7)排出。
6、 如權(quán)利要求5所述的脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法， 其特征在于在第一段吸附催化塔(61)內(nèi)飽和后的活性炭被輸送到解吸塔(64)進(jìn)行再生，在解吸塔(64)內(nèi)被加熱到40(TC解吸出濃縮的S02煙氣，該S02煙氣 被送入到克勞斯反應(yīng)器(65)內(nèi)被轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫回收利用，而在解吸塔64內(nèi)再 生后的活性炭又通過循環(huán)送到活性炭倉(63)進(jìn)入S02的吸附催化，在第二段吸 附催化塔(62)內(nèi)活性炭又充當(dāng)了催化劑。
7、 如權(quán)利要求5所述的脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法， 其特征在于在第二段吸附催化塔(62)內(nèi)煙氣溫度在120 200。C之間。
8、 使用權(quán)利要求l所述方法的脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝 裝置它包括調(diào)質(zhì)塔(1)、等離子體反應(yīng)器(2)、物料收集器(3)和供氨系 統(tǒng)(4)，調(diào)質(zhì)塔(1)的出氣口與等離子體反應(yīng)器(2)的進(jìn)氣口相連通，等離 子體反應(yīng)器(2)的出氣口與物料收集器(3)的進(jìn)氣口相連通，供氨系統(tǒng)(4) 與等離子體反應(yīng)器(2)的供氨口相連通，其特征在于它還包括預(yù)熱器(5) 和吸附催化系統(tǒng)(6)，預(yù)熱器(5)的進(jìn)氣口與物料收集器(3)的出氣口相連 通，預(yù)熱器(5)的出氣口與吸附催化系統(tǒng)(6)的進(jìn)氣口相連通，供氨系統(tǒng)(4) 與吸附催化系統(tǒng)(6)的供氨口相連通。
9、 如權(quán)利要求8所述的脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝裝置， 其特征在于吸附催化系統(tǒng)(6)由第一段吸附催化塔(61)、第二段吸附催化 塔(62)、活性炭倉(63)、解吸塔(64)和克勞斯反應(yīng)器(65)構(gòu)成，預(yù)熱 器(5)的出氣口與第一段吸附催化塔(61)的進(jìn)氣口相連通，第一段吸附催化 塔(61)的出氣口與第二段吸附催化塔(62)的進(jìn)氣口相連通，供氨系統(tǒng)(4) 與第二段吸附催化塔(62)的供氨口相連通，第一段吸附催化塔(61)的飽和 活性炭出口通過傳動裝置與解吸塔(64)的活性炭入口相通，解吸塔(64)的 出氣口與克勞斯反應(yīng)器(65)的進(jìn)氣口相連通，解吸塔(64)的活性炭出口通 過傳動裝置與活性炭倉(63)相通。
10、 如權(quán)利要求8所述的脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝裝置， 其特征在于它還包括造粒系統(tǒng)(8)，等離子體反應(yīng)器(2)的灰斗(21)和 物料收集器(3)的灰斗(31)分別通過輸送機(jī)械與造粒系統(tǒng)(8)相連。
全文摘要
脈沖電暈等離子體反應(yīng)及吸附催化脫硫脫硝方法，煙氣進(jìn)入到調(diào)質(zhì)塔(1)，調(diào)節(jié)后的煙氣進(jìn)入到等離子體反應(yīng)器(2)內(nèi)，同時加入添加劑氨進(jìn)行脫硫脫硝，煙氣再進(jìn)入到物料收集器(3)內(nèi)被收集，對從物料收集器(3)排出的煙氣進(jìn)行預(yù)熱，然后煙氣進(jìn)入吸附催化系統(tǒng)(6)內(nèi)進(jìn)行吸附催化脫硫脫硝。利用上述方法的裝置，它包括調(diào)質(zhì)塔(1)、等離子體反應(yīng)器(2)、物料收集器(3)和供氨系統(tǒng)(4)，它還包括預(yù)熱器(5)和吸附催化系統(tǒng)(6)，預(yù)熱器(5)與物料收集器(3)的出氣口和吸附催化系統(tǒng)(6)的進(jìn)氣口相連通。本方法提高了脫凈率，而且無二次污染，其裝置結(jié)構(gòu)簡單，投資少，它可以使國內(nèi)干法脈沖電暈等離子體脫硫脫硝能力大為增強(qiáng)。
文檔編號B01D53/60GK101422692SQ200810209538
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者太 呂, 袁寶君, 袁寶春 申請人:袁寶春