CN106989407A - 一种烟气中NOx消除装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气中NOx消除装置及方法,以解决现有的等离子体脱硝法存在的成本高的难题。主要装置包括:烟气输送管道、储氨罐、电子束发生装置、等离子体反应器、氨蒸发器;锅炉产生的烟气通过烟气输送管道连接至等离子体反应器,锅炉产生水蒸汽输送至烟气输送管道,储氨罐内液氨通过氨蒸发器产生氨气输送至等离子体反应器,电子束发生装置连接至等离子体反应器。烟气经过超高电压的等离子体反应器时,烟气内的水蒸汽首先被电离为▪OH、▪O,将烟气中的NO氧化为NO2,在氨气的存在情况下,生成NH4NO2,NH4NO2极易分解为N2和H2O,达到脱硝的目的。本发明装置简单,脱硝效率高,水蒸气、氨气的成本低。

Description

一种烟气中NOx消除装置及方法

技术领域

[0001 ]本发明涉及氮氧化合物的消除装置及方法,特别涉及一种烟气中NOx消除装置及 方法。

背景技术

[0002]燃煤电厂、工业锅炉等以化石燃料为主的工业活动中,排放了大量以NOx为主的污 染物排放源,使得大气环境日益恶化,引起酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾等环境污染问题。 因此,国内外环保部都制定了严格的NOx排放标准。为达到相应标准,各国研究人员积极研 宄不同烟气治理工艺来应对越来越严峻的形势。目前,运用较多的NOx烟气治理技术有:选 择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、吸收法、吸附法、臭氧氧化法、等离子 体脱硝法。

[0003]选择性催化还原法(SCR)是在温度为29〇—400°C时,以氨做还原剂,以贵金属、碱 性金属氧化物或沸石等作为催化剂,将NOx还原为N2和H20,取得了较好的脱氮效果。但随着 运行时间的增加,主要存在氨泄漏和催化剂失活的问题,投资费用高。

[0004]选择性非催化还原法(SNCR)是在温度为930—1090°C时,以尿素或氨基化合物作 为还原剂将NOx还原为N2和H20,还原剂通常注入炉膛或紧靠炉膛出口的烟道。该法不需要 催化剂,投资费用降低,但氨的利用率不高。

[000S]吸收法是采用吸收剂吸收N0x,主要的吸收剂为水、氢氧化物、硫酸盐溶液、硫酸、 有机溶剂等,脱硝效率高,但溶剂消耗量大,成本昂贵。

[0006]吸附法是采用吸附剂吸附N0x,主要的吸附剂为活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤 等,脱硝效率达70%—90%,但需要大量吸附剂,设备庞大、投资大、运行动力消耗也大。

[0007]臭氧氧化法是采用用强氧化剂臭氧将N0氧化为N02,然后再采用吸收剂吸收,由于 臭氧具有极强的氧化效率,但臭氧的生成耗电量大,成本昂贵。

[00081等离子体脱硝法是近年来出现继湿法、干法、半干法等经典脱硝法的新兴技术,以 其具有无催化剂中毒、无设备腐蚀、占地面积小、无二次污染的优点,凸显了其较好的应用 前景,主要需要解决的问题在于成本高。

发明内容

[0009]本发明的目的是提出—种烟气中NOx消除装置及方法,以解决现有的等离子体脱 硝法存在的成本高的难题。

[0010]本发明的技术方案如下: _ 一种烟气中N0x消除装置,主要装置包括:烟气输送管道、储氨罐、电子束发生装置、等 离子体反应器、氨蒸发器,锅炉产生的烟气通过烟气输送管道连接至等离子体反应器,锅炉 产生水蒸汽输送至烟气输送管道,储氨罐内液氨通过氨蒸发器产生氨气输送至等离子体反 应器,电子束发生装置连接至等离子体反应器。

[0011]优选的,所述的等离子体反应器可以是圆柱状,也可以是多边体状的。

[0012]优选的,所述的电子束发生装置采用超高电压。

[0013] —种烟气中NOx消除方法,其实现方式包括以下实现步骤, (1) 向锅炉产生的含氮氧化合物的烟气内注入水蒸汽、氨气; (2) 等离子体脱硝装置产生高能量的电子云; (3) 高能量的电子云被烟气吸收,氨气将N〇x还原为N2。

[0014]优选的,所述的步骤(3)高能量的电子云能够加快烟气中〇2、H20分子分解为.0H、. 〇,使得大量NO转换为N02,加快了 NH4N02的合成和N2的生成。

[0015]本发明的技术原理是,含氮氧化合物的烟气经过超高电压的等离子体反应器时, 烟气内的水蒸汽首先被电离为_0H、_0,这类离子具有强氧化剂,能够将烟气中的N0氧化为 N02,在氨气的存在情况下,生成NH4N02,NH4N〇2极易分解为N2和H20,达到脱硝的目的。 [0016]本发明的有益效果是:一、烟气中含氧物质有限,在烟气中混入少量水蒸汽,使之 在加快了 _0H、_0这类强氧化性的高能离子的形成,使得大量N0转换为N02;二、烟气中添加 氨气,使很难生成NH4N02的反应在超高电压电场内迅速完成,NH4N02极易分解为N2和H20, 脱硝效率高,无二次污染;三、水蒸气、氨气的成本低,大大节约了投资成本。

附图说明

[0017]图1是本发明的一种结构示意图。 _8]图中,卜锅炉,2-烟气输送管道,3-储氨罐,4-电子束发生装置,5-等离子体反应 器,6-氨蒸发器。

具体实施方式

[0019]下面结合附图对本发明作进一步描述。

[0020]如图1所示:本发明包括锅炉1,烟气输送管道2,储氨罐3,电子束发生装置4,等离 子体反应器5,氨蒸发器6;锅炉1产生的烟气通过烟气输送管道2连接至等离子体反应器5, 锅炉1产生水蒸汽连接至烟气输送管道2,储氨罐3内液氨通过氨蒸发器6产生氨气输送至等 离子体反应器5,电子束发生装置4连接至等离子体反应器5。

[0021]锅炉1产生的含氮氧化合物的烟气经过等离子体反应器5时,烟气内的水蒸汽首先 被电离为 0H、 0,这类离子具有强氧化剂,能够将烟气中的N0氧化为N02,氨蒸发器6产生氨 气的情况下,生成NH4N〇2,NH4N〇2极易分解为N2和取0,达到脱硝的目的。主要的反应方程式 如下: 02+H20+hv^0-+0H-+ (H02) 3-N0+0—N02 N0+N02+H20—2HN02 HN02+NH3—Mi4N02 NH4N02+hv—N2t+ 2H20。

[0022]以上仅仅是对本发明的实施例做了简单说明,并不是对本发明的限制,其可以有 很多的变形,任何同专业的技术人员依据本发明进行的变形,均认为属于本发明的保护范 围。

Claims (5)

1.一种烟气中NOx消除装置,其特征在于,主要装置包括烟气输送管道、储氨罐、电子束 发生装置、等离子体反应器、氨蒸发器;锅炉产生的烟气通过所述的烟气输送管道连接至所 述的等离子体反应器,锅炉产生水蒸汽输送至所述的烟气输送管道,所述的储氨罐内液氨 通过所述的氨蒸发器产生氨气输送至所述的等离子体反应器,所述的电子束发生装置连接 至所述的等离子体反应器。
2. 根据权利要求1所述的烟气中NOx消除装置,其特征在于,所述的等离子体反应器可 以是圆柱状,也可以是多边体状的。
3. 根据权利要求1所述的烟气中NOx消除装置,其特征在于,所述的电子束发生装置采 用超局电压。
4.一种烟气中NOx消除方法,其特征在于,包括以下步骤: (1) 向锅炉产生的含氮氧化合物的烟气内注入水蒸汽、氨气; (2) 等离子体脱硝装置产生高能量的电子云; (3) 高能量的电子云被烟气吸收,氨气将NOx还原为Ns。
5.根据权利要求4所述的烟气中NOx消除方法,其特征在于,所述的步骤(3)高能量的电 子云能够加快烟气中〇2、H20分子分解为 0H、 〇,使得大量NO转换为N〇2,加快了NH4N〇2的合成 和N2的生成。
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