一种烟气脱硫脱硝系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种烟气脱硫脱硝系统及其使用方法，涉及大气污染控制技术领域，脱硫脱硝系统包括进气管、添加剂发生器、介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置、吸收塔、排气管和连接管，进气管与添加剂发生器连接，添加剂发生器、介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置和吸收塔依次通过连接管相连，排气管与吸收塔相连。本发明专利技术同时脱硫脱硝方法高效，无需催化剂，在常压下即可进行，排除了实际烟气中O

【技术实现步骤摘要】
一种烟气脱硫脱硝系统及其使用方法
本专利技术涉及大气污染控制
，尤其涉及一种烟气脱硫脱硝系统及其使用方法。
技术介绍
燃煤排放的SO2和NOX是造成我国大气污染的主要物质，分别约占大气中SO2和NOX总排放量的90％和67％。SO2、NOX可以引起酸雨，光化学烟雾，城市细粒子污染，灰霾，臭氧层破坏等多种严重的环境问题，同时也会危害人们的身体健康。所以，提高SO2、NOX脱除率对满足越来越严苛的环境保护法规很有必要。脱硫脱硝一体化技术还不成熟，多数新工艺处于实验室开发和中试阶段，达到工业应用规模的并不多。传统的烟气同时脱硫脱硝技术对催化剂的要求很高，建设资本高，操作费用高，需高温操作，氨逃逸高，同时存在副产物处理的问题。传统的方法已经很难满足现今全世界高标准的排放限度。寻求更为简单、经济、高效的同时脱硫脱硝技术有着重大意义。传统湿法副产物难处理，非平衡等离子体(NTP)工艺流程简单，不产生废水废渣等二次污染，但应用等离子体技术进行脱硫效率不高，且实际工厂烟气通常含有O2，CO2，H2O等，传统的NTP技术在无需催化剂、无需加压加热条件下，也很难将NO还原为N2，达到很好的脱硝效果。因此，现有NTP技术很难将NO和SO2同时高效脱除，满足排放要求。由于我国很多电厂都有WFGD装置，湿法脱硫率可达90％以上，从而NTP结合化学吸收脱硫脱硝技术引起了关注，Huang等用脉冲电晕结合Ca(OH)2吸收法同时脱硫脱硝，NO和SO2脱除率分别为40％和75％。而单独用脉冲电晕放电可得脱除率分别为30％和18％，NO和SO2均不能得到高效的脱除。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的是提供一种烟气脱硫脱硝系统及其使用方法，使氧化湿法与介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电联合起来，在常压下，无需使用催化剂，即可实现适于实际工业化应用的高效烟气脱硫脱硝。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：一种烟气脱硫脱硝系统，包括烟气输入管、添加剂发生器、介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置和连接管，烟气输入管与添加剂发生器连接，添加剂发生器、介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置通过连接管相连，介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置包括石英反应器、放电针束以及包围在石英反应器外侧壁的金属套，放电针束固定在石英反应器内部的中心，且放电针束的尖端位于金属套的中间位置。进一步，烟气脱硫脱硝系统还包括吸收塔，吸收塔与介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置通过连接管连接，吸收塔包括塔体，塔体的底部设有吸收液排放口，塔体的顶部设有排气口，塔体的上部设有吸收液加注口，塔体的内底面上设有半球形分流罩，半球形分流罩的顶部设有与半球形分流罩内部连通的进气管，进气管的自由端延伸至塔体外，半球形分流罩的外围设有加热器，塔体的内壁上设有圆形导流板，圆形导流板的两个端面呈由四周向中心凹陷的渐变结构，圆形导流板的轴中心设有流通孔，流通孔的正上方设有喷淋器，塔体的下部设有回流口，回流口的高度略高于半球形分流罩，回流口上连接有回流管，回流管的自由端由塔体的上部延伸至塔体内、并与喷淋器连接，回流管上设有回流泵和控制阀。使用时，先加注吸收液使其淹没半球形分流罩和回流口，且液面低于圆形导流板，然后开启回流管上设有回流泵和控制阀，使塔体底部的部分吸收液沿回流管输送至喷淋器进行喷洒，再将烟气从进气管输入塔体，烟气经过半球形分流罩分流，能够与塔体底部的吸收液充分接触，实现第一次脱硫脱硝，从塔体底部的吸收液中流出的烟气向上流动，并在圆形导流板的作用下向中心聚集，并在流通孔处再次与吸收液充分接触，实现第二次脱硫脱硝。通过的上端面能够防止吸收液沿着塔体内壁下流，保证喷淋器喷洒的吸收液能够充分与烟气接触，提高吸收液的拖延脱硝质量。进一步，喷淋器的上方设有干燥腔，干燥腔内设有干燥剂填充层，排气口位于干燥剂填充层的上方。经过吸收液充分脱硫脱硝的烟气经过干燥剂填充层除去水分，能够降低排放的气体的湿度，降低对环境空气湿度的影响。进一步，喷淋器为螺旋喷头，且喷淋器的喷洒面积大于流通孔的面积。螺旋喷头喷洒效果好且不易堵塞，其喷洒面积大于流通孔的面积能够使从圆形导流板下部上流的烟气充分与吸收液接触，使烟气中的NO和SO2被充分脱除。进一步，金属套采用铜、铁或铝加工而成。金属套相对于金属夹放电更加均匀。需要说明的是：本吸收塔的圆形导流板可以设置多个，进而增加烟气与吸收液的接触次数，延长烟气与吸收液的接触时间，使NO和SO2的脱除率更高。此外，本专利技术还提供了一种烟气脱硫脱硝系统及其使用方法，具体方法体下：以放电针束作为正电极，将正极脉冲放电高压电源经半波整流硅堆与放电针束相连，以金属套作为低压外电极，以石英反应器作为阻挡介质，将烟气通入石英反应器内，同时通入添加剂蒸汽，打开高压电源进行反应，反应后的烟气再经过吸收塔进行湿法吸收即可。正极脉冲放电高压电源的高压电经半波整流硅堆，产生稳定的正极脉冲，然后先经过由放电针束产生正极脉冲电晕放电脱除，再经过湿法氧化吸收，利用放电和氧化剂溶液产生的自由基可将烟气中的SOX和NOX转化为SO3和NO2、HNOX。在电极脉冲放电过程中，甲醇分解的主要产物是H2、HCHO、CO、CH4、C2H6、C3H8，同时也会产生一些自由基如·CH3、CH2OH·、CH3O·、·CH2、CH3CO·、CH·、OH·，过程中产生的碳氢化合物也会生成自由基，这些自由基会通过消耗O2或O·自由基而加快NO的脱除，会产生一些甲基或甲氧基，其可将NO、CO氧化为NO2和CO2，另一方面，甲醇会与上一步生成的NO2反应生成CXHYNZO这一类物质，其会作为还原剂，将NOX还原为N2，同时醇类最终被氧化为CO2和H2O。此外，添加甲醇对SO2脱除具有促进作用，甲醇放电产生的OH·会与SO2反应生成OHSO2和HSO3，OHSO2与水反应会生成H2SO4，HSO3与OH·也会最终生成H2SO4。在提高脱硝脱硫率方面，正电晕比负电晕更具有优势，在相同的能量等级下，正极性电晕产生更长的流光和更大的电晕体积，可以电离更大体积的气体。正极性放电的有效电晕空间是负极性电晕的10倍左右。在相同放电电压条件下，正极性脉冲电晕NO、SO2脱除效率比负极性脉冲电晕大一个数量级。而且，正极放电比负极放电脱除NO和SO2的脱除反应速度更快，此外，正极放电的脱硫效果也远远优于负极放电。进一步，添加剂为甲醇、乙醇、丙酮、乙醇胺、醋酸铵、尿素、碳氢化合物或酯类中的一种。进一步，湿法吸收采用氧化湿法吸收，氧化湿法吸收所使用的氧化剂为过硫酸盐、KMnO4、O3、H2O2、ClO2、NaClO2、NaClO、KBrO3、K2CrO7中的一种或两种。进一步，添加剂为体积分数0.5％的甲醇。本专利技术的有益效果：1、本专利技术同时脱硫脱硝方法高效，无需催化剂，在常压下即可进行，NOX几乎都转化为N2，过硫酸钠氧化湿法脱硫后的产物主要为Na2SO4，可回收再利用，不易造成二次污染。排除了实际烟气中O2，CO2，H2O存在对NTP法脱硝的不利影响，同时也弥补了N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述烟气脱硫脱硝系统包括烟气输入管、添加剂发生器、介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置和连接管，所述烟气输入管与添加剂发生器连接，所述添加剂发生器、介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置通过连接管相连，所述介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置包括石英反应器、放电针束以及包围在石英反应器外侧壁的金属套，所述放电针束固定在石英反应器内部的中心，且所述放电针束的尖端位于金属套的中间位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述烟气脱硫脱硝系统包括烟气输入管、添加剂发生器、介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置和连接管，所述烟气输入管与添加剂发生器连接，所述添加剂发生器、介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置通过连接管相连，所述介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置包括石英反应器、放电针束以及包围在石英反应器外侧壁的金属套，所述放电针束固定在石英反应器内部的中心，且所述放电针束的尖端位于金属套的中间位置。


2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述烟气脱硫脱硝系统还包括吸收塔，所述吸收塔与介质阻挡耦合正极脉冲电晕放电装置通过连接管连接，所述吸收塔包括塔体，所述塔体的底部设有吸收液排放口，所述塔体的顶部设有排气口，所述塔体的上部设有吸收液加注口，所述塔体的内底面上设有半球形分流罩，所述半球形分流罩的顶部设有与半球形分流罩内部连通的进气管，所述进气管的自由端延伸至塔体外，所述半球形分流罩的外围设有加热器，所述塔体的内壁上设有圆形导流板，所述圆形导流板的两个端面呈由四周向中心凹陷的渐变结构，所述圆形导流板的轴中心设有流通孔，所述流通孔的正上方设有喷淋器，所述塔体的下部设有回流口，所述回流口的高度略高于半球形分流罩，所述回流口上连接有回流管，所述回流管的自由端由塔体的上部延伸至塔体内、并与喷淋器连接，所述回流管上设有回流泵和控制阀。


3.根据权利要求2所述的一种烟气脱硫脱硝系统，其特征在于，所述喷淋器的上方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨岚，朱瀚昆，罗小英，赵亚囡，张红菊，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50