CN102166467A

CN102166467A - 电子束同步脱出燃煤锅炉烟气中co2、so2、nox的方法

Info

Publication number: CN102166467A
Application number: CN201110054758XA
Authority: CN
Inventors: 张光太; 张严匀; 李小键
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2011-03-08
Publication date: 2011-08-31

Abstract

电子束同步脱出燃煤锅炉烟气中CO₂、SO₂、NO_X的方法，本发明在排放烟气管道内采用电子束脉冲电晕放电方法打断CO₂、SO₂、NO_X的键，使其转化为氧，碳、硫、氮；从而使氧气从烟气管道排出，碳、硫、氮被回收；脉冲电晕放电器采用铜棒作为电极。本发明占地面积小、投资省、运行成本低，比目前常规的MEA化学吸收CO₂分离成本低2-3百元/吨。本发明真正解决了目前CO₂分离脱出的高成本问题，大幅度降低了CO₂的脱出成本，应用前景广阔。

Description

电子束同步脱出燃煤锅炉烟气中CO2、SO2、NOX的方法

技术领域

本发明属燃从煤锅炉烟气中脱碳、脱硫、脱氮方法技术领域。

背景技术

随着工业的发展，大气污染状况也越来越严重。造成大气污染的主要原因之一是燃煤锅炉烟道气产生的烟气，其主要污染成份是CO₂、SO₂、和NO_X，而且烟气中有害的CO₂、NO_X、SO₂ 往往同时存在。近年来全球联合脱碳脱硫脱硝技术是烟气治理的发展方向，随着全球工业化步伐加快，大气污染也相应加重。研究表明，燃烧过程排放的二氧化碳是引起温室效应的主要物质，所排放的CO₂、SO₂、NO_X以及飞灰颗粒又是造成大气污染的主要来源，消除这些污染是本专利采用新方法急需解决的问题。

传统烟气治理中不能脱CO_2、，在脱NO_X和SO₂分步脱除技术中存在的设备投资较大、占地面积大和能耗高的问题。而现有脱硫、脱氮装置主要是通过设置过滤装置或者喷淋装置的过滤与喷淋方法来解决燃煤锅炉烟道气产生的烟气问题，其过滤物质和喷淋设施成本高，而且脱碳、脱硫、脱氮效果并不理想。

发明内容

本发明的目的正是为了克服现有燃煤锅炉烟道气产生的烟气中脱碳、脱硫、脱氮存在的上述缺陷和不足，而提供一种脱碳、脱硫、脱氮效果极佳，成本极低的电子束同步脱出燃煤锅炉烟气中CO₂、SO₂、NO_X的方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。

电子束同步脱出燃煤锅炉烟气中CO₂、SO₂、NO_X的方法，本发明在排放烟气管道内采用电子束脉冲电晕放电方法打断CO₂、SO₂、NO_X的键，使其转化为氧，碳、硫、氮；从而使氧气从烟气管道排出，碳、硫、氮被回收；脉冲电晕放电器采用铜棒作为电极。

本发明脉冲电晕放电器采用的是线筒式结构，及电极直径为0.5—1.5mm的铜棒，铜棒长度根据锅炉烟气流速计算,外筒内径11-13cm的铜棒圆筒，长度为50-70cm；参数为直流高压13-17kv，输出峰值电压为0-+50-50kv之间，平均输出脉冲功率为361W，重复频率为0-300Hz,脉冲宽度为200-600ns，脉冲前沿为50-350ns。使其转化C+O₂、S+O₂、N+O_X

本发明的有益效果是，由于本发明可以实现燃煤烟气CO₂、SO₂和NO_X一体化脱除及其资源化利用，相应与多个独立脱除系统相比，占地面积小、投资省、运行成本低。新方法比目前常规的MEA化学吸收CO₂分离成本低2-3百元/吨。如果本项目生产的CO₂用其它用途，则本项目会有更好的经济性。电子束法由于具有高效率同时脱燃煤锅炉烟气中CO₂、SO₂和NOx(脱除率CO₂>91 %、SO₂>95 %、NOx>93 %)，电击过程不会产生二次污染，具有良好的负载跟踪能力以及投资和运行费用较低等优点。因此，本发明真正解决了目前CO₂分离脱出的高成本问题，大幅度降低了CO₂的脱出成本对CO₂、SO₂和NO_X进行同步脱除，基本可实现对燃煤烟气治理的接近零的排放，应用前景广阔。

电子束法由于具有高效率同时脱燃煤锅炉烟气中CO₂、SO₂和NOx(脱除率CO₂>91 %、SO₂>95 %、NOx>93 %)，电击过程不会产生二次污染，具有良好的负载跟踪能力以及投资和运行费用较低等优点。

下面结合附图及实施例近一步阐述本发明内容。

附图说明

图1为本发明方法示意图。

具体实施方式

电子束同步脱出燃煤锅炉烟气中CO₂、SO₂、NO_X的方法，本发明在排放烟气管道内采用电子束脉冲电晕放电方法打断CO₂、SO₂、NO_X的键，使其变为C+O₂、S+O₂、N+O_X从而使氧气从烟气管道排出，C、S、N被回收利用；脉冲电晕放电器采用铜棒作为电极。见图1，燃煤锅炉产生的净化前烟气1由烟气管道2引至处理段，由计算机控制系统3控制的直流高压脉冲电晕放电器4通过位于烟气管道轴心线上的铜棒5放电，使净化后的烟气6得到放电处理沿管尾排出。

本发明脉冲电晕放电器采用的是线筒式结构，及电极直径为0.5—1.5mm的铜棒，铜棒长度根据锅炉烟气流速计算,外筒内径11-13cm的铜棒圆筒，长度为50-70cm；参数为直流高压13-17kv，输出峰值电压为0-+50-50kv之间，平均输出脉冲功率为361W，重复频率为0-300Hz,脉冲宽度为200-600ns，脉冲前沿为50-350ns。脉冲电晕放电器是现有技术,本发明主要是根据排烟管道粗细及烟气流速来决定放电的铜棒长度和外筒内径。

CO₂键长：118.2Pm(三键)、148 Pm(单键)； SO₂键长：127.8Pm(三键)、143.1 Pm(单键)；NO_X键长：115Pm(NO)、120 Pm(NO₂)。电子束脉冲电晕放电技术打断CO₂、SO₂、NO_X的键，使其变为C+O₂、S+O₂、N+O_X从而使氧气从烟道排出，C、S、N被回收，是新型的一体化联合烟气脱CO₂、SO₂、NO_X工艺方法。它针对烟气中CO_2、NO_X和SO₂分步脱除技术中存在的设备投资较大、占地面积大和能耗高的问题，提出了一项基于自由电子束技术断键的烟气中CO₂、SO₂、NO_X一体化联合脱除的技术。

电子束法和脉冲电晕法实际上都是等离子法，只不过前者利用电子加速器获得高能电子，后者利用脉冲电晕放电获得活化电子而已。用脉冲高压电源来代替加速器产生等离子体的脉冲电晕等离子法(Pulse Corona Induced Plasma ChemicalProcess 即PPCP法)，用几万伏高压脉冲电晕放电可使电子被加速到5～20 eV，可以打断周围气体分子的化学键而生成氧化性极强的OH、O、HO₂、O₃等自由原子、自由基等活性物质，在有氨注入下与SO₂和NOx反应生成(NH₄)2SO₄、NH₄NO₃做农用化肥。脉冲电晕放电法的关键元件是电源和电极系统。常用的脉冲电源有单极脉冲电源和双极性脉冲电源。脉冲电晕反应器的电极结构常用线板式和线筒式。目前已经有不少人对于脉冲电晕法脱硫硝进行了大量实验研究工作。从他们的实验结果分析，脉冲电源的电参数直接影响脱硫脱硝的效果：脉冲前沿要陡、峰值要高，则电子被加速得快、能量高；脉冲宽度要窄，使分子、离子来不及被加速；由于正高压脉冲电晕放电的流柱长，因而脱硫脱硝效果比负脉冲好；脉冲波形对等离子体脱硫脱硝的效率及能耗影响很大。气体条件对脱硫也有重要影响：一般地说，温度越高，去除率要下降；湿度在一定范围内大些，有利于去除SO₂。另外，停留时间和飞灰的存在，都对脱硫脱硝有影响。

Claims

1.电子束同步脱出燃煤锅炉烟气中CO₂、SO₂、NO_X的方法，其特征是，在排放烟气管道内采用电子束脉冲电晕放电方法打断CO₂、SO₂、NO_X的键，使其转化为氧，碳、硫、氮；从而使氧气从烟气管道排出，碳、硫、氮被回收；脉冲电晕放电器采用铜棒作为电极。

2.根据权利要求1所述的电子束同步脱出燃煤锅炉烟气中CO₂、SO₂、NO_X的方法，其特征是，脉冲电晕放电器采用的是线筒式结构，及电极直径为0.5—1.5mm的铜棒，铜棒长度根据锅炉烟气流速计算,外筒内径11-13cm的铜棒圆筒，长度为50-70cm；参数为直流高压13-17kv，输出峰值电压为0-+50-50kv之间，平均输出脉冲功率为361W，重复频率为0-300Hz,脉冲宽度为200-600ns，脉冲前沿为50-350ns。