一种从气流中去除二氧化硫和氮氧化物的方法和装置制造方法及图纸

一种从气流中去除二氧化硫和氮氧化物的方法和装置，属于大气污染控制和环境保护技术领域，其处理工艺是把含二氧化硫和氮氧化物气体的气流经除湿塔除湿后导入气体放电反应器，在所述气体放电反应器中，二氧化硫被氧化为三氧化硫，氮氧化物中的一氧化氮被氧化为二氧化氮，然后把所述的气流导入硫酸溶液吸收塔，在所述的硫酸溶液吸收塔内，气流中的三氧化硫被硫酸溶液吸收，二氧化氮则与硫酸发生化学反应而被吸收，从而从气流中得到除去，反应后的硫酸溶液进一步处理后可回收副产物，具有效率高、运行费用低，适合推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种除去气流中含有的二氧化硫和氮氧物的装置，属于大气污染控制和环境保护

技术介绍
人类活动产生的二氧化硫和氮氧化物的大量排放是引起大气酸雨的主要原因。其中，燃料燃烧产生的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)约占90％以上，其次是冶金、硫酸和硝酸生产、炼油和化工制药的等过程。中国环境状况公报统计数据表明，近年来我国城市酸雨污染程度有所加重。环保统计数据表明我国城市酸雨中氮氧化物的贡献在不断增加，一些地方的酸雨污染性质已开始由单一的硫酸型向硝酸根离子不断增加的复合型转化(国家环保总局：2004年中国环境状况公报)。近年来，国家制定了一些法律、法规，对二氧化硫和氮氧化物特别是火电等燃烧过程排放的二氧化硫氮和氧化物作出了相应的控制和减排规定。一般地，石灰/石灰石等碱液吸收法是目前烟气SO2废气治理的主要方法，但湿法吸收需要消耗大量水，设备投资大，能耗大，系统复杂。干法或半干法吸收一般是采用喷钙的方式，但对吸收剂活性要求高，且不能同时脱氮氧化物。对于治理NOx废气的主要方法有也有干法和湿法两种。选择性催化还原法(SCR)是目前最广泛的应用于处理燃料废气的干法之一。该方法需要还原剂氨，催化剂对运行条件要求较高，气流中所含的硫化物和粉尘等对催化剂的寿命影响很大，运行费用高，不适合低温排放源的应用。湿法是采用各种液体对NOx进行吸收，是低温排放源处理的主要方法，由于一氧化氮在溶液中的亨利系数很小，吸收效率较低，不适合用于含一氧化氮较多的燃料燃烧废气处理。由脉冲放电或无声放电等产生的非平衡等离子体技术应用于废气治理，其基本原理是利用电晕放电产生大量高能电子和活性自由基。这些高能电子和活性自由基与有害分子反应并使其离解氧化。本专利技术申请人曾报导了采用放电反应器对氮氧化物等有害废气去除实验结果，研究结果参看《化工学报》英文版(2011，19(3)：518-522)的报道。本专利技术设计和提供了设计和提供了一种从气流中去除二氧化硫和氮氧化物的装置，使气流中含有的二氧化硫和一氧化氮被氧化，然后被吸收剂吸收，从而达到气体净化的目的。
技术实现思路
本专利技术的技术方案为：一种从气流中去除二氧化硫和氮氧化物的装置，主要由除湿塔、气体放电等离子体反应器和硫酸溶液吸收塔依次组成，所述的除湿塔的气体进口接需处理的含二氧化硫和氮氧化物气体的气流，所述除湿塔的气体出口与所述气体放电反应器的气体进口连通，所述的气体放电反应器的气体出口与所述的硫酸溶液吸收塔的气体进口连通。根据上述一种从气流中去除二氧化硫和氮氧化物的装置，其处理工艺是把含二氧化硫和氮氧化物气体的气流先经除湿塔除湿后导入气体放电反应器，在所述的气体放电反应器中，二氧化硫被氧化为三氧化硫，氮氧化物中的一氧化氮被氧化为二氧化氮，然后把所述的气流导入硫酸溶液吸收塔，在所述的硫酸溶液吸收塔内，所述气流中的三氧化硫被硫酸溶液吸收，二氧化氮则与硫酸发生化学反应而被吸收，从而从气流中得到除去，反应后的吸收液可以经进一步处理后回收副产物。本专利技术所述的除湿塔用于除去气流中含有的水分，使气流以较小的含湿量进入气体放电反应器和硫酸吸收塔，以提高气体放电反应效果和延长硫酸溶液吸收时间，水汽含量越小对后续处理的效果越好，气流中水汽含量优选控制应在50g/m3以下，如气流中水汽含量在20g/m3以下时，可以不用除湿器。所述除湿塔的除湿方法可采用固体吸附和液体吸收等方式，固体吸附可采用氯化钙、硫酸镁、氯化锂和溴化锂等无机盐化学吸附脱水，以及硅胶、沸石和活性碳等物理吸附脱水，其中化学吸附脱水可在较高温度下工作(可在100℃以上)，物理吸附脱水工作温度较低(一般在100℃以下)，固体吸附采用的除湿塔为可采用移动床、流动床或固定床吸附等通用塔器，具体可参看相关化工设备手册。液体吸收可采用一定浓度(一般50％以上)的氯化钙、氯化锂和溴化锂等无机盐的水溶液作为除湿剂，除湿率一般可达到30％-60％，具体可视操作工况而定，所述的除湿塔可采用喷淋塔、填料塔、鼓泡塔降膜吸收塔和板式塔等传质设备，效果大体相当。液体吸收塔可在100℃以上的较高温度下工作，具体与采用的无机盐的浓度有关，浓度越高，除湿率高，运行温度越高，浓度与温度的关系可参看相关热力学手册。其中以溴化锂溶液的工作温度最高，可在气流温度为100℃-150℃及以上运行，溴化锂溶液浓度也可在70％(质量)以上。为提高除湿效率，可对所述除湿溶液采用预先冷却，使进除湿塔的除湿溶液温度控制在低于气流温度。气体在除湿器的停留时间可依据设计除湿参数确定。吸收水后的固体除湿剂和液体除湿剂均可进行再生后循环利用，再生的方式主要有加热和减压再生，再生后水汽可冷凝回收。本专利技术所述的气体放电反应器的结构一般为圆筒型或长方型，可类似静电除尘器，放电电极为线型或针芒刺型，接地极或负极为反应器的圆筒或平板壳体。气体放电也可由设置在放电反应器内部的放电电极对产生，电极对也可采用针-板，线-网和网-网等多种组合形式，上述不同结构的放电反应器效果大体相当。电极材料为一般为不锈钢和合金等导电材料。两电极的距离一般为1-300mm。本专利技术所采用气体放电的供电方式包括直流、脉冲和交流，其中直流和脉冲供电的电压为±2kV-±200kV，脉冲重复频率为10Hz-2kHz，交流供电的电压为2kV-200kV，频率为10Hz-10kHz。电极施加电压与电极间距有关，电极间距离越大，施加电压可越高，一般电极距离每增加10mm，电压可增加5kV-10kV，电压高能量释放大，氧化效率高，电极对越多，输入功率越大，去除效果越好。一般气体在放电反应器的有效停留时间为0.3s以上，停留时间长，反应效果好，优选3s-120s，超过120s，转化效果提高幅度变小。本专利技术采用硫酸溶液作为吸收液，硫酸浓度为1％-98.3％(质量分数，下同)，硫酸浓度越高，吸收效果越好，优选30％-90％，硫酸浓度60％的去除效率为硫酸浓度80％的约70％左右，硫酸与氮氧化物的化学反应计量摩尔比可按1∶1计算，同时溶液的沸点可以得到提高，工作温度可以高些。随着吸收的进行，浓硫酸会吸收气流中的部分水分并被稀释，当硫酸溶液降低到接近沸点时应更换高浓度的硫酸溶液，具体可参看硫酸水溶液的沸点相关热力学参数。采用浓度较高的硫酸作为吸收液，吸收过程可在较高温度下进行，在吸收过程中一般不会产生水蒸气，或水蒸气产生量少，吸收液损耗就小，硫酸浓度越高，溶液沸点高，工作温度就高，一般吸收液硫酸浓度在20％以上时，塔内气流温度可在100℃以上，优选工作气流温度150℃以下，最高气流温度可达200℃，由于气液吸收为放热过程，为了提高吸收效率，可对硫酸吸收液采用冷却，使塔内硫酸吸收液温度控制在低于气流温度。本专利技术所述的硫酸溶液吸收塔可采用通用的气液传质设备如鼓泡塔、填料塔和板式塔等，具体可参看相关化工气液传质设备手册。以鼓泡塔为例说明，结构一般为圆筒形，材料为耐酸材料，可采用陶瓷和玻璃钢等。待处理气体从鼓泡塔底部导入，通过气体分布器，经气液反应区与硫酸溶液发生吸收反应后，由上部排出。鼓泡塔内硫酸溶液的静态液面高度一般为3cm以上，优选10-30cm。气液接触时间一般为0.2s以上，优选0.5-120秒，具体可视气流中二氧化硫和氮氧化物气体的浓度和去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从气流中去除二氧化硫和氮氧化物的方法，其特征在于把含二氧化硫和/或氮氧化物气体的气流经除湿塔除湿后导入气体放电反应器，在所述的气体放电反应器中，二氧化硫被氧化为三氧化硫，氮氧化物中的一氧化氮被氧化为二氧化氮，然后把所述的气流导入硫酸溶液吸收塔，在所述的硫酸溶液吸收塔内，气流中的三氧化硫被硫酸溶液吸收，二氧化氮则与硫酸发生化学反应而被吸收，从而从气流中得到除去。

【技术特征摘要】
1.一种从气流中去除二氧化硫和氮氧化物的方法，其特征在于把含二氧化硫和/或氮氧化物气体的气流经除湿塔除湿后导入气体放电反应器，在所述的气体放电反应器中，二氧化硫被氧化为三氧化硫，氮氧化物中的一氧化氮被氧化为二氧化氮，然后把所述的气流导入硫酸溶液吸收塔，在所述的硫酸溶液吸收塔内，气流中的三氧化硫被硫酸溶液吸收，二氧化氮则与硫酸发生化学反应而被吸收，从而从气流中得到除去。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的除湿塔的除湿方法为固体吸附或液体吸收除湿，所述固体吸附采用固体氯化钙、硫酸镁、氯化锂和溴化锂无机盐，以及硅胶、沸石和活性碳作为除湿剂；所述液体吸收采用氯化钙、氯化锂和溴化锂的水溶液作为除湿剂。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述固体吸附采用移动床、流动床或固定床吸附除湿塔；所述液体吸收除湿塔采用喷淋塔、填料塔、鼓泡塔、降膜吸收塔和板式塔。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的气体放电反应器的放电形式为脉冲放电或介质阻挡放电，气体放电的供电方式包括直流、脉冲和交流，其中直流和脉冲供电的电压为±2kV-±200kV，脉冲重复频率为10Hz-2kHz，交流供电的电压为2kV-200kV，频率为...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立维，
申请(专利权)人：黄立维，
类型：发明
国别省市：浙江;33