CN104307326A - 低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术 - Google Patents

低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术，包括以下步骤：1）经湿法脱硫处理后的带有饱和水的烟气，烟气温度低于55℃；2）采用氧化风机将空气与烟气混合，氮氧摩尔比为1：2.51～2.55；3）将混合后的烟气送入到脱硝电离发生器中，空气中的氧分子在高压电晕电场作用下发生电离氧化反应，生成臭氧，同时臭氧与烟气中带自由基的NO发生系列氧化化学反应，用水做吸收剂，最终生成HNO3，随着喷水装置冲刷液的流动而清除。该工艺将烟气中的氮氧化物、酸雾、气溶胶、汞、重金属、二恶英、石膏液滴等进行有效收集处理，解决了酸雾、蓝烟、石膏雨等问题，脱硝效率可达到85%以上，粉尘排放浓度小于10mg/Nm3。

Description

低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术
技术领域
本发明涉及一种用于工业炉窑烟气的低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术，用于去除工业烟气中的氮氧化物、酸雾、气溶胶、汞、重金属、二恶英、石膏液滴等，并进行有效收集处理。
背景技术
众所周知，烟气脱硝技术比较成熟的有两种方法：即SNCR和SCR两种方法。
SNCR方法由于不需要催化剂及催化反应器，工艺简单投资低，但反应需要在850～1050℃的高温条件下才能脱硝反应，SNCR脱硝效率可达75%，但实际应用中考虑到NH3泄露等问题，设计效率为30-50%脱硝效率低，难以满足更高的环保要求，另外，当过量的氨溢出而形成硫酸铵，造成空气预热器堵塞，有腐蚀危险。其特点是占地面积小，工程造价低，但相对技术要求高，脱硝效率低。
SCR方法，其反应可以在烟道的低温区进行，可以减少NH3的氧化，能够保证较高的脱硝率（85%以上）但由于在反应体系中加入催化剂，使投资和运行成本加大。其特点是脱硝率高，占地面积大，投资和运行费用高。
燃煤电厂、冶金及建材等工业炉窑已投入运行的脱硫设施,脱硫后排出的烟气中携带石膏PM2.5微粒，在空气中形成雾霾，在降雨时出现区域性石膏雨现象。
在电厂中安装有SCR装置时，由于SCR中催化剂的氧化反应，SO2转化成SO3的转化比增加，虽然脱硫系统可以有效地去除SO2，但是由于SO2转换成的SO3是以气溶胶形式存在的，脱硫系统难以把它清除，当它从烟囱排放后，漂浮于大气中，形成可见的淡蓝色SO3酸烟雾，同时，由于SO3的大量存在，冷凝在烟囱内壁，加剧了烟囱的腐蚀。
目前，燃煤电厂采用的除尘净化设备，如静电除尘器、布袋除尘器，电袋复合除尘器等只能解决脱硫塔之前的粉尘浓度问题，对PM2.5石膏微粒、SO3气溶胶等问题无法解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术，该工艺将烟气中的氮氧化物、酸雾、气溶胶、汞、重金属、二恶英、石膏液滴等进行有效收集处理，解决了酸雾、蓝烟、石膏雨等问题，脱硝效率可达到85%以上，粉尘排放浓度小于10mg/Nm3。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术，包括以下步骤：
1）经湿法脱硫处理后的带有饱和水的烟气，烟气温度低于55℃；
2）采用氧化风机将空气与烟气混合，氮氧摩尔比为1：2.51～2.55；
3）将混合后的烟气送入到脱硝电离发生器中，空气中的氧分子在高压电晕电场作用下发生电离氧化反应，生成臭氧，同时臭氧与烟气中带自由基的NO发生系列氧化化学反应，用水做吸收剂，最终生成                                               ，化学反应如下：        
高压电晕放电使得粉尘荷电、凝聚使分子粒径变大，被高压电风吸附到集尘板，随着喷水装置冲刷液的流动而清除，收集到溶液池中。
所述的脱硝电离发生器结构为，在发生器的壳体的上端为烟气入口，壳体内由上到下依次设有进口气流分布板、一电场、二电场、导流板、净化烟气出口和溶液池；其中一电场、二电场内部结构为，在电场的上方设有水平布置的若干个喷淋装置,在喷淋装置下方水平设置阳极吊挂，阳极吊挂上安装有引水板，阳极吊挂的下面连接若干个竖直均匀排布的阳极排集尘板；在引水板的下方设置有阴极框架，阴极框架的下面设有若干个阴极线，每根阴极线位于相邻两根阳极排集尘板之间；在二电场的下方设有导流板，导流板的底部与净化烟气出口及溶液池相通。
所述的脱硝电离发生器中有若干个一电场和二电场串联或并联连接。
该低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术是经湿法脱硫处理后的带有饱和水的烟气，烟气温度低于55℃，充入空气，并湿式电离氧化除尘，从而使烟气中的氮氧化物、PM2.5微粒、酸雾、气溶胶、汞、重金属、二恶英、石膏滴液等粉尘，在高压电场电晕放电作用下荷电、在电场力的作用下，到达集尘板，喷淋装置喷出的冲刷液在集尘板上形成连续的液膜，使粉尘随着冲刷液的流动而清除，并在溶液池中过滤、循环使用。
该脱硝电离发生器采用两电场的结构，通过电离氧化反应和喷淋装置的冲刷作用，将脱硝产物HNO3及收集的粉尘，最终落入溶液池，洁净烟气经烟囱排入大气中，同时溶液中的硝酸副产物通过减压、蒸馏工艺提纯。
电场数量随工况条件的变化可以增加，可采用电场串联或并联的连接结构，根据工况条件下烟气量的大小来决定串联或并联的电场数量，以达到脱硝、除尘的排放标准。
附图说明
图1为脱硝电离发生器。
具体实施方式
一种低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术，包括以下步骤：
1）经湿法脱硫处理后的带有饱和水的烟气，烟气温度低于55℃；
2）采用氧化风机将空气与烟气混合，氮氧摩尔比为1：2.51～2.55；
3）将混合后的烟气送入到脱硝电离发生器中，空气中的氧分子在高压电晕电场作用下发生电离氧化反应，生成臭氧，同时臭氧与烟气中带自由基的NO发生系列氧化化学反应，用水做吸收剂，最终生成，化学反应如下：        
  
高压电晕放电使得粉尘荷电、凝聚使分子粒径变大，被高压电风吸附到集尘板，随着喷水装置冲刷液的流动而清除，收集到溶液池中。
如图1所示，所述的脱硝电离发生器结构为，在发生器的壳体8的上端为烟气入口，壳体8内由上到下依次设有进口气流分布板1、一电场11、二电场12、导流板9、净化烟气出口和溶液池10；其中一电场11、二电场12内部结构为，在电场的上方设有水平布置的若干个喷淋装置6,在喷淋装置6下方水平设置阳极吊挂2，阳极吊挂2上安装有引水板3，阳极吊挂2的下面连接若干个竖直均匀排布的阳极排集尘板4；在引水板3的下方设置有阴极框架7，阴极框架7的下面设有若干个阴极线5，每根阴极线5位于相邻两根阳极排集尘板4之间。
所述的脱硝电离发生器中有若干个一电场11和二电场12串联或并联连接。根据工况条件下烟气量的大小来决定串联或并联的电场数量，以达到脱硝、除尘的排放标准。同时，工业炉窑排出的烟气进入到除尘器中进行除尘，再经烟道进入到湿法脱硫塔中进行脱硫，再经烟道进入脱硝湿式电离发生器中，脱硝后洁净的气体通过烟囱排放到大气中。

Claims (3)

1.一种低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术，其特征在于包括以下步骤：
1）经湿法脱硫处理后的带有饱和水的烟气，烟气温度低于55℃；
2）采用氧化风机将空气与烟气混合，氮氧摩尔比为1：2.51～2.55；
3）将混合后的烟气送入到脱硝电离发生器中，空气中的氧分子在高压电晕电场作用下发生电离氧化反应，生成臭氧，同时臭氧与烟气中带自由基的NO发生系列氧化化学反应，用水做吸收剂，最终生成                                               ，化学反应如下：        
高压电晕放电使得粉尘荷电、凝聚使分子粒径变大，被高压电风吸附到集尘板，随着喷水装置冲刷液的流动而清除，收集到溶液池中。
2.如权利要求1所述的低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术，其特征在于：所述的脱硝电离发生器结构为，在发生器的壳体（8）的上端为烟气入口，壳体（8）内由上到下依次设有进口气流分布板（1）、一电场（11）、二电场（12）、导流板（9）、净化烟气出口和溶液池（10）；其中一电场（11）、二电场（12）内部结构为，在电场的上方设有水平布置的若干个喷淋装置（6），在喷淋装置（6）下方水平设置阳极吊挂（2），阳极吊挂（2）上安装有引水板（3），阳极吊挂（2）的下面连接若干个竖直均匀排布的阳极排集尘板（4）；在引水板（3）的下方设置有阴极框架（7），阴极框架（7）的下面设有若干个阴极线（5），每根阴极线（5）位于相邻两根阳极排集尘板（4）之间；在二电场的下方设有导流板（9），导流板（9）的底部与净化烟气出口及溶液池相通。
3.如权利要求2所述的低温湿式电离氧化脱硝、超净化工艺技术，其特征在于：所述的脱硝电离发生器中有若干个一电场（11）和二电场（12）串联或并联连接。
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