CN108064187A - 废气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够批量处理由于燃烧等而排放的有害排放物质的废气处理装置，其包括：集尘设备，去除废气中含有的有机物或粒状物质；脱硫设备，减少废气中含有的硫氧化物；及低温等离子体反应器和高温的微波等离子体反应器，减少废气中含有的氮氧化物。

Description

废气处理装置
技术领域
本发明涉及一种废气处理装置。
背景技术
一般来说，需要通过各种方法最大限度地减少由工厂或燃烧装置等中通过燃烧化石燃料产生的生成物中的作为有害废气的粒状物质、硫氧化物、氮氧化物，以保持大气环境的清净状态。
尤其，目前所公知的具有代表性的氮氧化物的减少方法使用选择性催化还原法和选择性非催化还原法。这种选择性催化还原法和选择性非催化还原法为众所周知的公知技术，因此省略对其的具体详细的说明。
基本上，选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction；SCR)通过氨注入设备(AIG)向燃烧装置的下游供给作为还原剂的氨来在催化反应塔中引起还原反应，从而减少氮氧化物。这种选择性催化还原法通常在燃烧装置处于低负荷(low load)状态或流入催化反应塔的废气温度低时，发生氮氧化物的反应明显降低的现象，直接与废气一起发生氨泄漏现象而可能对后端设备产生不良影响。
此外，选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction；SNCR)向燃烧装置内直接喷射氨水或尿素水，并使其与在燃烧装置内通过化石燃料的燃烧产生的氮氧化物进行反应并减少。如上所述，这种选择性非催化还原法，由于将液相的氨或尿素水供给至燃烧装置内部，始终隐藏着当还原剂被喷射到燃烧装置内部喷射的同时水滴与锅炉管接触时，会引起难以预料的重大事故的危险性，实际上，一些企业曾因此而受到了巨大损失。
并且，使用选择性非催化还原法的脱硝系统具有在燃烧装置处于低负荷时虽然具有高效率但是降低脱硝率的局限性。
现有技术文献
(专利文献)
(专利文献1)韩国申请专利第10-2007-0007369号
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于，利用脱硫设备和脱硝设备的复合工艺来去除废气中含有的有害污染物质。
(二)技术方案
本发明涉及一种能够减少由废气产生源排放的废气中含有的多种有害排放物质的处理装置。
为了实现上述目的，本发明的第一实施例的一种废气处理装置，其特征在于，包括：废气产生源，排放废气；集尘设备，配置在废气产生源的下游；低温等离子体反应器，配置在集尘设备的下游，将由废气产生源排放的一氧化氮氧化成二氧化氮；脱硫设备，配置在低温等离子体反应器的下游；储存槽，储存并保管还原剂；微波等离子体反应器，通过输送管接收由脱硫设备排放的含有氮氧化物的废气，并将通过储存槽的供给管提供的还原剂转换为高温的气相，从而帮助氮氧化物的解离；微波发生器，通过电源的施加而产生微波；及等离子体发生器，配置在微波发生器与微波等离子体反应器之间，通过导向管将微波引导至微波等离子体反应器内部，从而产生火焰，并且可以被设计成通过使由废气产生源排放的废气依次通过集尘设备、低温等离子体反应器、脱硫设备及高温微波等离子体反应器来去除废气中含有的污染物质。
在本发明的实施例中，集尘设备可由电集尘器构成。电集尘器可具有将废气内含有的一氧化氮部分改质为二氧化氮的效果。
脱硫设备可由湿式脱硫系统构成。
储存槽的供给管进一步包括改良供给模块，改良供给模块可根据供给到微波等离子体反应器的氮氧化物的流入量来供给保管在储存槽的还原剂。这可以优化还原剂的使用量。
具体地，微波等离子体反应器中，将输送管的管端部朝向微波等离子体反应器的上部配置，从而使废气向上流动，另一方面，将导向管的管端部从微波等离子体反应器的上部向下贯入，从而使火焰方向朝下。并且可将输送管的管端部和导向管的管端部配置在相同轴线上，以改善向下流动的还原剂和火焰与向上流动的废气的接触。可选择地，将供给管从微波等离子体反应器的上部向下贯入，从而将还原剂以向下流动的方式供给，或者可以与导向管汇流，通过导向管引导至微波等离子体反应器内部。
本发明的第二实施例的废气装置，其特征在于，包括：废气产生源，排放废气；脱硫设备，配置在废气产生源的下游；集尘设备，配置在脱硫设备的下游；低温等离子体反应器，配置在集尘设备的下游，将由废气产生源排放的一氧化氮氧化成二氧化氮；储存槽，储存并保管还原剂；微波等离子体反应器，通过输送管接收由低温等离子体反应器排放的含有氮氧化物的废气，并将通过储存槽的供给管提供的还原剂转换为高温的气态，从而帮助氮氧化物的解离；微波发生器，通过电源的施加而产生微波；及等离子体发生器，配置在微波发生器与微波等离子体反应器之间，通过导向管将微波引导至微波等离子体反应器内部，从而产生火焰，并且可以被设计成通过使由废气产生源排放的废气依次通过脱硫设备、集尘设备、低温等离子体反应器及高温微波等离子体反应器来去除废气中含有的污染物质。
在本发明的实施例中，集尘设备可由电集尘器构成。电集尘器可具有将废气内含有的一氧化氮部分改质为二氧化氮的效果。
脱硫设备可由干式脱硫系统构成。
储存槽的供给管进一步包括改良供给模块，改良供给模块可根据供给到微波等离子体反应器的氮氧化物的流入量来供给保管在储存槽的还原剂。这可以优化还原剂的使用量。
具体地，微波等离子体反应器中，将输送管的管端部朝向微波等离子体反应器的上部配置，从而使废气向上流动，另一方面，将导向管的管端部从微波等离子体反应器的上部向下贯入，从而使火焰方向朝下。并且可将输送管的管端部和导向管的管端部配置在相同轴线上，以改善向下流动的还原剂和火焰与向上流动的废气的接触。可选择地，将供给管从微波等离子体反应器的上部向下贯入，从而将还原剂以向下流动的方式供给，或者可以与导向管汇流，通过导向管引导至微波等离子体反应器内部。
本发明的特征及优点可通过参照附图的以下详细说明变得更明确。
另外，在本说明书及权利要求中使用的术语或词语不能被解释为通常词典上的含义，立足于发明人为了用最佳的方法说明自身的发明而能够适当定义术语概念的原则，应被解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。
(三)有益效果
根据以上本发明的说明，本发明的目的在于，将处理废气内含有的有机物或粒状物质、硫氧化物及氮氧化物等有害排放物质的有害物质降低设备以串联(in-line)形式排成一列，从而批量减少所述有害排放物质。
本发明可通过低温等离子体反应器和高温的微波等离子体反应器来显著减少还原剂的使用量并提高脱硝率。
尤其，本发明将高温的等离子火焰用作微波等离子体反应器的热源，从而不必进行如现有技术中为了更换产生火焰所需的点火器等而中断脱硝系统的工作的情况下，能够连续执行脱硝工艺。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的废气处理装置的工艺示意图。
图2是本发明的第二实施例的废气处理装置的工艺示意图。
图3是示意示出使用在本发明的废气处理装置的微波等离子体反应器的内部的纵截面图。
图4是以图3的A-A线截取的微波等离子体反应器的横截面图。
具体实施方式
本发明的优点、特征及实现其的方法将通过附图和后述的实施例来变得明确，在本说明书中附加各附图的构成组件的附图标记时，在整个说明书中相同的附图标记表示相同或类似的构成组件。并且，当认为对于与本说明书相关的公知技术的具体说明可能会混淆本发明的要旨时，省略其详细说明。
下面，参照附图对本发明的废气处理装置进行详细说明。
图1是本发明的第一实施例的废气处理装置的工艺示意图，例如，涉及一种减少通过化石燃料的燃烧产生的废气中的硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、粒状物质等有害排除物质的系统。
本发明的第一实施例的废气处理装置1被设计成可通过使由废气产生源1000排放的废气依次通过集尘设备100、低温等离子体反应器200、脱硫设备300及高温的微波等离子体反应器400来去除废气中含有的污染物质，即，粒状物质、硫氧化物、氮氧化物等。
其中，废气产生源1000可以是燃烧炉、工艺加热炉、内燃机，可以是通过燃烧、合成、分解物质(燃料)来排放氮氧化物及/或硫氧化物等有害气体的装置。
通过废气产生源1000的燃烧产生的废气被引导至收集除氮氧化物和硫氧化物以外的粒状物质等异物的集尘设备100。如前所述，集尘设备100配置在脱硫设备和脱硝设备的前端，这样能够预先防止粒状物质流入脱硫设备及/或脱硝设备而引起不必要的副反应。如本领域技术人员所周知，本发明的第一实施例的废气处理装置中可设置多种类型的集尘设备，尤其电集尘器可具有在运转时将废气内含有的一氧化氮(NO)部分改质为二氧化氮(NO2)的效果。
本发明的第一实施例中，在集尘设备100的后端配置低温等离子体反应器200。低温等离子体反应器200可在低温(15℃～200℃)下使得被集尘处理的废气产生脱硝反应。低温等离子体反应器200是将一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)或硝酸(HNO3)的氧化带(oxidation zone)。换句话说，低温等离子体反应器200通过一氧化氮的氧化反应来降低一氧化氮的浓度并增加二氧化氮的浓度，即帮助提高NO2/NO的比率。氮氧化物中的二氧化氮的比率变得越高，越能够提高在微波等离子体反应器400内的氮氧化物(NOx)的分解速度，从而不仅能够提高脱硝效率，而且还能降低功耗而提高经济性。低温等离子体反应器200也可以是微放电等离子体(micro puls corona plasma discharge)反应器。低温是指低于微波等离子体反应器内的等离子火焰温度的温度。
进一步地，经过集尘设备100的废气可以通过集尘设备100的部分改质反应而以NO2/NO的比率高于由废弃产生源1000排放的废气的NO2/NO的比率的状态被引导至低温等离子体反应器200。结果减少在低温等离子体反应器200内进行的氧化反应，从而能够降低运转低温等离子体反应器200的功耗。
如图所示，本发明的第一实施例的废气处理装置中，在低温等离子体反应器200下游，即在低温等离子体反应器200与微波等离子体反应器400之间可以配置额外的脱硫设备300。脱硫设备300优选使用湿式脱硫系统。如本领域技术人员所周知，湿式脱硫系统利用水溶液或浆态相的液体试剂来稳定地分解及/或捕集含有硫氧化物的废气中的硫氧化物，从而能够减少硫氧化物的排放量。包含在液体试剂中的水可通过从脱硫设备300延伸的废气输送管T1，与废气一同流入微波等离子体反应器400的内部。从输送管T1流入的水具有氢氧根(OH-)，因此容易与其他性质的反应根化学结合，从而能够促进在微波等离子体反应器400内引起的还原反应。
特别地，本发明的第一实施例的废气处理装置包括微波等离子体反应器400(microwave plasma reactor)，其通过在高温的等离子火焰下对由废气产生源1000排放的废气中含有的氮氧化物和由储存槽600供给的还原剂进行分解及/或还原来转换为氮、二氧化碳、水等气体。
储存槽600是提供给微波等离子体反应器400的还原剂的供给源，根据将被引导至微波等离子体反应器400的氮氧化物的流入量，通过改良供给模块700从储存槽600向后端设备，例如微波等离子体反应器400提供预定量的还原剂。如前所述，该改良供给模块700确定微波等离子体反应器400所要求的流量速度，根据当量比计算从低温等离子体反应器200排放的氮氧化物的排放量和所需的尿素量(氨量)，并通过改良供给模块700供给还原剂。通过改良供给模块700控制的还原剂被供给到微波等离子体反应器400。
为了提高还原剂的流动性并确保稳定性，储存槽600通常容纳液相或气相的还原剂，但不局限于此，还可容纳尿素水、尿素(NH2CONH2)、氨(NH3)、碳酸氨(NH4CO3)、三聚氰酸等还原剂。如前所述，本发明的还原剂可以是尿素，该尿素在常温下的水溶液中慢慢水解为碳酸氨，在熔点以上可以升华并转换成氨和三聚氰酸。
本发明中，可将多种还原剂，例如氨或尿素强制供给到微波等离子体反应器400内，在高温氛围下进行分解或引起由液相变为气相的相变。
微波等离子体反应器400接收例如尿素(或要尿素水)的还原剂后，不仅通过如化学式1所示的热水解反应将这种尿素改质为氨，而且使得如化学式2所示的热分解反应在微波等离子体反应器400内进行。
[化学式1]
[化学式2]
在如化学式2所示的反应之后，生成氨和三聚氰酸。为了实现这种热分解反应，微波等离子体反应器400需要相当高温的热。
换句话说，微波等离子体反应器400利用高温的火焰即热来将液相的尿素水等相变为作为尿素的分解气体的气相氨等还原剂。为了这种相变过程而所需要的热可将由微波发生器800和等离子体发生器900产生的火焰作为热源使用。
作为生成物的氨和三聚氰酸在如微波等离子体反应器的脱硝设备内与氮氧化物进行反应。通过多种反应机制转换为气相氨还原剂，使得氮氧化物的脱硝反应在高温的反应器400内进行。这种气相还原剂与废气产生源1000中通过燃烧化石燃料产生的氮氧化物通过以下化学式3或化学式4等反应来进行脱硝。
[化学式3]
NH3+OH→NH2+H2O
NH2+NO→N2+H2O
如所述化学式3所示，氨在微波等离子体反应器400内被水解并与氮氧化物引起反应，由此生成对人体无害的氮(N2)和水(H2O)。最终，氮和水通过烟囱500被排放，从而具有能够预先防止大气环境的污染源的排放的效果。
[化学式4]
HNCO+OH→NCO+H2O
NCO+NO→N2O+CO→N2+CO2
如化学式4所示，由储存槽600供给或由化学式2生成的三聚氰酸能够引起与氮氧化物的反应，在进行化学反应的过程中，将有害的氮氧化物转换为与大气污染无关的物质，如氮和二氧化碳(CO2)。此外，二氧化碳的产生量小于几ppm，由于其量极少而几乎不构成污染环境的污染源。
选择性地，储存槽600中容纳的还原剂优选由水溶性还原剂构成。如化学式4所示，水溶性还原剂具有在潮湿(humidity)条件下产生的氢氧根(OH-)而容易与其他性质的反应根化学结合。具体地，阴离子氢氧根与氢(H+)迅速结合而转换为水，提高氮氧化物的接触反应效率，从而降低氮氧化物在微波等离子体反应器400内的滞留时间。
如前所述，本发明中，不仅能够在高温的微波等离子体反应器400内将多种还原剂转换为气相及氨，而且是能够同时引起脱硝反应的还原带(reduction zone)。
微波等离子体反应器400可通过如下方式接收高温的热源，在此需要说明的是，除以下记载的方式以外，也可以使用能够生成微波等离子体的其他方式。
微波发生器800通过施加电源而驱动，并产生微波。例如，微波通过波导来被引导至等离子体发生器900的同时，等离子体发生器900通过延伸到微波等离子体反应器400内部的导向管T3来将等离子体产生气体排放至反应器内部。众所周知，微波是超高频波，是具有30MHz～30GHz频率范围的电磁波，且用于产生等离子体。微波照射在电介质后，电介质分子进行旋转运动，从而由于分子之间发生碰撞而产生热。
等离子体发生器900例如将等离子体产生用蒸汽(steam)、微喷射水(water)、惰性气体等的等离子体产生气体暴露在由微波发生器800引导的微波的震动中，从而产生高热，且通过产生的高热，在微波等离子体反应器400内产生火焰。在微波等离子体反应器400内产生的火焰(等离子)温度可以是2000℃～4000℃。在这种高温的反应器400内可以持续地产生等离子体。等离子体是电离为具有负电荷的电子和具有正电荷的正离子的气体，电离的电子及/或正离子等能够提高有害气体的分解能力。
众所周知，等离子体产生气体可使用空气、氮、燃烧气体，但本发明的目的在于，在微波等离子体反应器内还原氮氧化物。即，为了防止在反应器内空气中的氮(N2)转换为一氧化氮，优选使用蒸汽、微喷射水或惰性气体作为等离子体产生气体。
如前所述，等离子体发生器900可以以微波的震动为介质通过高热来产生火焰，从而不需要额外的点火器等，因此本发明的废气处理装置能够简化结构并提高耐久性。
如前所述，废气和气相还原剂在微波等离子体反应器400内通过已描述的化学式等来引起脱硝反应。去除氮氧化物之后，高温的废气通过烟囱500排放。
图2是本发明的第二实施例的废气处理装置的工艺示意图，本发明的第二实施例的废气处理装置1′是图1示出的废气处理装置1的其他变形例，除集尘设备100和脱硫设备300的配置位置以外，具有非常相似的结构，因此为了有助于清楚地理解本发明，在此排除对类似或相同结构部件的说明。
本发明的第二实施例的废气处理装置1′被设计成可通过使由废气产生源1000排放的废气依次通过脱硫设备300、集尘设备100、低温等离子体反应器200及高温的微波等离子体反应器400来去除废气中含有的污染物质，即，硫氧化物、粒状物质、氮氧化物等。
在废气产生源1000的下游，即在废气产生源1000与集尘设备100之间可配置额外的脱硫设备300，以便优先去除通过废气产生源1000的燃烧产生的废气中的硫氧化物。脱硫设备300优选使用干式脱硫系统。如本领域技术人员所周知，干式脱硫系统通过使活性炭、碳酸盐等粒子与废气接触，通过吸附或进行反应来去除硫氧化物，尤其是二氧化硫。干式脱硫系统与湿式脱硫系统相比，几乎没有水的消耗量且无需对废气进行再加热，可将废气引导至集尘设备100。通过脱硫设备300去除硫氧化物的废气由于水分含水率低而可使用在去除亲水性粒状物质方面较差的集尘器(过滤集尘器、洗涤式集尘器)。例如，过滤集尘器在湿润状态下运行时，封闭并屏蔽后置过滤器或过滤剂的空隙，因此只能降低集尘效果。
经过脱硫处理的废气被引导至收集粒状物质等异物的集尘设备100。如前所述，集尘设备100配置在脱硫设备与脱硝设备之间，这样能够预先防止粒状物质流入脱硝设备内而引起不必要的副反应。如本领域技术人员所周知，本发明的第二实施例的废气处理装置中，在干式脱硫设备的下游可以设置多种类型的集尘设备，例如，在处理亲水性粒状物质方面较差的过滤集尘器、洗涤式集尘器等。尤其，在本发明的第二实施例中，通过电集尘器可以附加地获得将废气中含有的部分一氧化氮改质为二氧化氮的效果。
本发明的第二实施例中，在集尘设备100的后端配置低温等离子体反应器200。低温等离子体反应器200可在低温(15℃～200℃)下对被集尘处理的废气提供脱硝反应。低温等离子体反应器200是将一氧化氮氧化成二氧化氮或硝酸的氧化带。换句话说，低温等离子体反应器200通过一氧化氮的氧化反应来降低一氧化氮的浓度并增加二氧化氮的浓度，即帮助提高NO2/NO的比率。在氮氧化物中的二氧化氮的比率变得越高，越能够提高在微波等离子体反应器400内的氮氧化物(NOx)的分解速度，从而不仅能够提高脱硝效率，而且还能降低功耗而提高经济性。低温等离子体反应器200也可以是微放电等离子体反应器。低温是指低于微波等离子体反应器内的等离子火焰温度的温度。
进一步地，经过集尘设备100的废气可以通过集尘设备100的部分改质反应而以NO2/NO的比率高于由废气产生源1000排放的废气的NO2/NO比率的状态被引导至低温等离子体反应器200。结果减少在低温等离子体反应器200内进行的氧化反应，从而能够降低运转低温等离子体反应器200的功耗。
本发明的第二实施例的废气处理装置，其特征在于，在低温等离子体反应器200后端设置微波等离子体反应器400，其通过在高温的等离子火焰下对由废气产生源1000排放的废气中含有的氮氧化物和由储存槽600供给的还原剂进行分解及/或还原来转换为氮、二氧化碳、水等气体。
储存槽600是提供给微波等离子体反应器400的还原剂的供给源，根据将被引导至微波等离子体反应器400的氮氧化物的流入量，通过改良供给模块700来从储存槽600向后端设备，例如微波等离子体反应器400提供预定量的还原剂。如前所述，该改良供给模块700确定微波等离子体反应器400所要求的流量速度，根据当量比计算从低温等离子体反应器200排放的氮氧化物的排放量和所需的尿素量(氨量)，并通过改良供给模块700供给还原剂。通过改良供给模块700控制的还原剂被供给到微波等离子体反应器400。
为了提高还原剂的流动性并确保稳定性，储存槽600通常容纳液相或气相的还原剂，但不局限于此，还可容纳尿素水、尿素(NH2CONH2)、氨(NH3)、碳酸氨(NH4CO3)、三聚氰酸等还原剂。如前所述，本发明的还原剂可以是尿素，该尿素在常温下的水溶液中慢慢水解为碳酸氨，在熔点以上可以升华并转换成氨和三聚氰酸。
本发明中，可将多种还原剂，例如氨或尿素强制供给到微波等离子体反应器400内，在高温氛围下进行分解或引起由液相变为气相的相变。
微波等离子体反应器400接收例如尿素(或要尿素水)的还原剂后，不仅通过如化学式1所示的热水解反应将这种尿素改质为氨，而且使得如化学式2所示的热分解反应在微波等离子体反应器400内进行。
在如化学式2的反应之后，生成氨和三聚氰酸。为了实现这种热分解反应，微波等离子体反应器400需要相当的高温热。
换句话说，微波等离子体反应器400利用高温的火焰即热来将液相的尿素水等相变为作为尿素的分解气体的气相氨等还原剂。为了这种相变过程而所需要的热可将由微波发生器800和等离子体发生器900产生的火焰作为热源使用。
作为生成物氨和三聚氰酸在如微波等离子体反应器的脱硝设备内与氮氧化物进行反应。通过多种反应机制转换为气相氨还原剂，使得氮氧化物的脱硝反应在高温的反应器400内进行。这种气相还原剂与废气产生源1000中通过燃烧化石燃料产生的氮氧化物可通过化学式3或化学式4等反应来进行脱硝。
如化学式3所示，氨在微波等离子体反应器400内被水解并与氮氧化物发生反应，由此生成对人体无害的氮(N2)和水(H2O)。最终，氮和水通过烟囱500被排放，从而具有能够预先防止大气环境的污染源的排放的效果。
如以上化学式4所示，由储存槽600供给或由化学式2生成的三聚氰酸能够引起与氮氧化物的反应，在进行化学反应的过程中，将有害的氮氧化物转换为与大气污染无关的物质，如氮和二氧化碳(CO2)。此外，二氧化碳的产生量小于几ppm，由于其量极少而几乎不构成污染环境的污染源。
选择性地，储存槽600中容纳的还原剂优选由水溶性还原剂构成。如化学式4所示，水溶性还原剂具有在潮湿(humidity)条件下产生的氢氧根(OH-)而容易与其他性质的反应根化学结合。具体地，阴离子氢氧根与氢(H+)迅速结合而转换为水，提高氮氧化物的接触反应效率，从而降低氮氧化物在微波等离子体反应器400内的滞留时间。
如前所述，本发明中，不仅能够在高温的微波等离子体反应器400内将多种还原剂转换为气相及氨，而且是能够同时也引起脱硝反应的还原带(reduction zone)。
微波等离子体反应器400可通过如下方式接收高温的热源，在此需要说明的是，除以下记载的方式以外，也可以使用能够生成微波等离子体的其他方式。
微波发生器800通过施加电源来驱动，并产生微波。例如，微波通过波导来被引导至等离子体发生器900的同时，等离子体发生器900通过延伸到微波等离子体反应器400内部的导向管T3来将等离子体产生气体排放至反应器内部。众所周知，微波是超高频波，是具有30MHz～30GHz频率范围的电磁波，且用于产生等离子体。微波照射在电介质后，电介质分子进行旋转运动，从而由于分子之间发生碰撞而产生热。
等离子体发生器900例如将等离子体产生用蒸汽(steam)、微喷射水(water)、惰性气体等的等离子产生气体暴露在由微波发生器800引导的微波的震动中，从而产生高热，且通过产生的高热，在微波等离子体反应器400内产生火焰。在微波等离子体反应器400内产生的火焰(等离子)温度可以是2000℃～4000℃。在这种高温的反应器400内可以持续地产生等离子体。等离子体是电离为具有负电荷的电子和具有正电荷的正离子的气体，电离的电子及/或正离子等能够提高有害气体的分解能力。
众所周知，等离子体产生气体可使用空气、氮、燃烧气体，但本发明的目的在于，在微波等离子体反应器内还原氮氧化物。即，为了防止在反应器内空气中的氮(N2)转换为一氧化氮，优选使用蒸汽、微喷射水或惰性气体作为等离子体产生气体。
如前所述，等离子体发生器900可以以微波的震动为介质通过高热来产生火焰，从而不需要额外的点火器等，因此本发明的废气处理装置能够简化结构并提高耐久性。
如前所述，废气和气相还原剂在微波等离子体反应器400内通过已描述的化学式等来引起脱硝反应。去除氮氧化物之后，高温的废气向烟囱500排放。
图3是示意示出在图1或图2中示出的微波等离子体反应器的内部的纵截面图，图4是图3中示出的微波等离子体反应器的横截面图。
如图所示，在微波等离子体反应器400的上侧配置等离子体发生器900，等离子体发生器900的导向管T3位于微波等离子体反应器400的轴线上并向下贯入。
从储存槽600沿长度方向延伸的还原剂供给管T2也贯入微波等离子体反应器400内部，以能够向微波等离子体反应器400内部供给还原剂。还原剂供给管T2贯穿微波等离子体反应器400的上侧并向下贯入，以使还原剂能够向下流动。尤其，还原剂供给管T2的管端部与导向管T3汇流，从而能够从导向管T3的管端部向反应器内部一起喷射火焰和还原剂。
进一步地，微波等离子体反应器400中将被注入到反应器内部的氮氧化物等废气以能够在反应器400内部向上流动并进行旋流的方式喷射。为此，本发明中，将从第一实施例的脱硫设备300或第二实施例的低温等离子体反应器200延伸的废气用输送管T1贯入到微波等离子体反应器400内部，并将输送管T1的管端部设置成朝向反应器400的上侧。被引导至输送管T1的废气形成沿着反应器内侧表面高速旋流的旋流气流，从而可向上移动。
在本发明中，微波等离子体反应器400以对流(counter flow)方式连续供给向下流动的还原剂和向上流动的废气，从而能够提高还原剂与废气的接触机会。如图所示，火焰和还原剂向下流动，从而增加与向上旋流的废气接触的时间，由此促进还原反应，从而可以期待最好的脱硝效果。
本发明中，为了使还原剂与废气之间的直接接触加倍，将向上开放的废气用输送管T1的管端部和可向下喷射的导向管T3的管端部配置在沿反应器长度方向的相同轴线上。
可选择地，在微波等离子体反应器400的内部可以具备旋流器410(swirler)来帮助废气与还原剂的旋流气流移动。
在本发明的废气处理装置中，氮氧化物连续通过低温等离子体反应器200的氧化带和微波等离子体反应器400的还原带，由此能够将一氧化氮和二氧化氮减少至低水平。如前所述，本发明中，在微波等离子体反应器400中通过结合等离子与还原剂的反应工艺来使脱硝率上升且提高经济性。此外，本发明中通过还原剂的活化能够显著减少还原剂的消耗量。
与此同时，本发明的废气处理装置可以通过脱硫设备300减少硫氧化物的排放量。
以上，通过具体实施例对本发明进行了详细说明，但这仅仅是为了具体说明本发明而示例的，本发明的废气处理装置并不限于此，本领域技术人员应清楚，在本发明的技术思想的范围内，能够进行各种变形或改良。
本发明的简单的变形及变更均属于本发明的领域，本发明的具体的保护范围应根据权利要求书来确定。
附图说明标记
100：集尘设备
200：低温等离子体反应器
300：脱硫设备
400：微波等离子体反应器
500：烟囱
600：储存槽
700：改良供给模块
800：微波发生器
900：等离子体发生器
1000：废气产生源

Claims (10)

1.一种废气处理装置，其包括：
废气产生源(1000)，排放废气；
集尘设备(100)，配置在所述废气产生源(1000)的下游；
低温等离子体反应器(200)，配置在所述集尘设备(100)的下游，将由所述废气产生源(1000)排放的一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)；
脱硫设备(300)，配置在所述低温等离子体反应器(200)的下游；
储存槽(600)，储存并保管还原剂；
微波等离子体反应器(400)，通过输送管(T1)接收由所述脱硫设备(300)排放的含有氮氧化物的废气，并将通过所述储存槽(600)的供给管(T2)提供的所述还原剂转换为高温的气相，从而帮助氮氧化物的解离；
微波发生器(800)，通过电源的施加而产生微波；及
等离子体发生器(900)，配置在所述微波发生器(800)与所述微波等离子体反应器(400)之间，通过导向管(T3)将所述微波引导至所述微波等离子体反应器(400)内部，从而产生火焰。
2.根据权利要求1所述的废气处理装置，其中，
所述集尘设备(100)由电集尘器构成。
3.根据权利要求1所述的废气处理装置，其中，
所述脱硫设备(300)由湿式脱硫系统构成。
4.根据权利要求1所述的废气处理系统，其中，
所述储存槽(600)的供给管(T2)进一步包括改良供给模块(700)。
5.根据权利要求1所述的废气处理系统，其中，
所述输送管(T1)的管端部在所述微波等离子体反应器(400)内部朝上侧方向设置，
所述导向管(T3)从所述微波等离子体反应器(400)的上部向下贯入，
所述供给管(T2)与所述导向管(T3)汇流，使所述还原剂在所述微波等离子体反应器(400)中向下流动。
6.一种废气处理装置，其包括：
废气产生源(1000)，排放废气；
脱硫设备(300)，配置在所述废气产生源(1000)的下游；
集尘设备(100)，配置在所述脱硫设备(300)的下游；
低温等离子体反应器(200)，配置在所述集尘设备(100)的下游，将由所述废气产生源(1000)排放的一氧化氮(NO)氧化成二氧化氮(NO2)；
储存槽(600)，储存并保管还原剂；
微波等离子体反应器(400)，通过输送管(T1)接收由所述低温等离子体反应器(200)排放的含有氮氧化物的废气，并将通过所述储存槽(600)的供给管(T2)提供的所述还原剂转换为高温的气相，从而帮助氮氧化物的解离；
微波发生器(800)，通过电源的施加而产生微波；及
等离子体发生器(900)，配置在所述微波发生器(800)与所述微波等离子体反应器(400)之间，通过导向管(T3)将所述微波引导至所述微波等离子体反应器(400)内部，从而产生火焰。
7.根据权利要求6所述的废气处理装置，其中，
所述集尘设备(100)由电集尘器构成。
8.根据权利要求6所述的废气处理装置，其中，
所述脱硫设备(300)由干式脱硫系统构成。
9.根据权利要求6所述的废气处理系统，其中，
所述储存槽(600)的供给管(T2)进一步包括改良供给模块(700)。
10.根据权利要求6所述的废气处理系统，其中，
所述输送管(T1)的管端部在所述微波等离子体反应器(400)内部朝上侧方向设置，
所述导向管(T3)从所述微波等离子体反应器(400)的上部向下贯入，
所述供给管(T2)与所述输送管(T3)汇流，使所述还原剂在所述微波等离子体反应器(400)中向下流动。
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