本发明专利技术公开一种超声波和臭氧的烟气脱硫脱硝装置，空气经第一阀进入第一干燥器，第一干燥器和等离子臭氧发生器之间连接流量计；等离子臭氧发生器有两路输出，一路经第三阀依次连接第二干燥器和第一臭氧浓度传感器，另一路经第二流量计依次连接第二阀和烟气反应腔，烟气输入烟气反应腔，烟气反应腔内设置超声波发生器；液态的水依次经过第四阀、第三流量计、超声波震荡器后通入烟气反应腔；应用超声波对水的激化作用以及超声波的强化传质作用，当烟气、臭氧，已经经过超声处理的水雾进入反应腔，反应腔内的气体与水雾再被超声波活化处理，产生大量羟基自由基和其他带活性粒子，脱除烟气中的SO2和NOX。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟气处理领域，具体涉及船舶动力系统中柴油机燃烧产生的烟气处理领域，是一种柴油机烟气脱硫脱硝装置。
技术介绍
柴油机在船舶动力系统中处于一个不可替代的位置，但由于柴油机工作时产生的混合气体形成时间短、浓度分布不均匀、温度过高以及最大燃烧压力高等原因，在柴油燃烧过程中，除了产生正常的燃烧产物外，还会产生大量有害物质，需对有害物质进行脱硫脱硝处理。当前船舶柴油机的脱硫脱硝中，技术最成熟的脱硝技术是选择性催化还原法(SCR)，是指在催化剂的作用下利用还原剂(如NH3、液氨、尿素)来有选择性地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H20，但SCR运行过程中会发生氨气泄漏，在高温下氨气还会被氧化成N0形成二次污染，另外高的S02烟气会产生较多的硫酸铵，腐蚀与损坏设备表面，同时在反应过程中，还存在催化剂表面被烟尘沉积覆盖，或催化剂因重金属As及碱金属氧化物中毒造成的催化剂失活现象，而且SCR工艺初期投资与运行成本也仍然较高。为了脱硫，在船舶烟气处理系统中还要加装脱硫装置，系统更加庞大。船舶柴油机的脱硫脱硝技术中，正在研究开发的方法有电子束法和脉冲放电等离子体的烟气脱硫脱硝法，这两种方法的原理是利用高能电子和烟气中的中性气体分子(队，02，邮等)碰撞，产生一些活性的自由基(0，03，.0Η，.1102等)，这些自由基和烟气中的S02, Ν0Χ分子反应生成S0 3，Ν0Χ,硫酸和硝酸。但该技术耗电量非常大(约占发电量的3%)，脉冲电晕放电的能量强度比直流电晕放电高1倍左右，但通道中的平均电子能量仅为2?3eV，且只有百分之几的电子用于形成羟基及其氧化脱硫脱硝反应上，脉冲宽度为10 μ s，脉冲时间占空比太小，为10-3?10-2，致使放电空间的电子密度太低，可用电子更少，电离占空比太低，为10-5?10-4，同样使得放电场中电子浓度特低。同时纳秒级脉冲电源制造技术难度高，这极大地阻碍了等离子体脉冲电晕放电在工业上的应用。而电子束法，能量利用率低，电子枪价格昂贵，电子枪与靶窗的寿命短，设备结构复杂，占地面积大，X射线屏蔽与防护问题不易解决，同时需增加的先降温后升温的庞大热交换器等问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于羟基自由基的低成本、小体积、具有绿色化学特性的超声波和臭氧的烟气脱硫脱硝装置。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案:本专利技术包括一个等离子臭氧发生器，空气经第一阀进入第一干燥器，第一干燥器和等离子臭氧发生器之间连接流量计；等离子臭氧发生器有两路输出，一路经第三阀依次连接第二干燥器和第一臭氧浓度传感器，另一路经第二流量计依次连接第二阀和烟气反应腔，烟气输入烟气反应腔，烟气反应腔内设置超声波发生器；液态的水依次经过第四阀、第三流量计、超声波震荡器后通入烟气反应腔；从烟气反应腔输出的气体进入第三干燥器，第三干燥器的输出端依次连接第二臭氧气浓度传感器和剩余臭氧吸收装置。进一步地，等离子臭氧发生器的工作电源由变压器和逆变器组成，逆变器连接于控制器，第一臭氧浓度传感器和第二臭氧气浓度传感器分别经信号线连接控制器并分别将所测量的臭氧浓度输入控制器中，控制器将两种臭氧浓度值对比，根据对比的数值大小控制工作电源。通入烟气反应腔中的臭氧与烟气中S02摩尔量比值不高于4:1、臭氧与烟气中N0X的摩尔量比值不高于3:1。从等离子臭氧发生器输出的臭氧的浓度为100?400g/m3;烟气反应腔内的温度保持在60-80°C。本专利技术采用上述技术方案后具有的优点是: 1、本专利技术应用超声波对水的激化作用以及超声波的强化传质作用，当烟气、臭氧，已经经过超声处理的水雾进入反应腔，反应腔内的气体与水雾再被超声波活化处理，产生大量羟基自由基和其他带活性粒子，脱除烟气中的SOjP NO χο2、本专利技术中，水雾流量及臭氧量与烟气流量有关，若烟气中只含有单一的502或N0X时，可通过控制臭氧与烟气的S02摩尔量比值以及臭氧与勵夂的摩尔量比值，避免臭氧浪费、泄漏以及引起光化学效应。3、本专利技术工作时的气体来源为空气，产生臭氧与羟基的原料是氧和水，投资极小，运行费用低，工艺简单，降低了运行成本和操作成本。烟气处理后无二次污染，装置体积较小，烟气处理过程中几乎没有压力损失。可以广泛应用于各种燃煤、燃油工业锅炉以及柴油机尾气的302与NO 除。4、本专利技术工作时不使用任何催化剂、溶剂和吸收剂，避免了使用或生产催化剂、吸收剂、溶剂过程中产生的污染和能耗问题。【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术超声波和臭氧的烟气脱硫脱硝装置的总体结构连接示意图； 图2是图1中烟气反应腔的放大结构主视图； 图3是图2的右视图。图中:1.空气；2.第一阀；3.第一干燥器、4.第一流量计；5.等离子臭氧发生器；6.变压器；7.逆变器；8.控制器；9.第一 220V工频交流电源；10.第二干燥器；11.第一臭氧浓度传感器；12.烟气反应腔；13.第三干燥器；14.第二臭氧浓度传感器；15.剩余臭氧吸收装置；16.处理后烟气；17.烟气；18.超声波发生器；19.第二 220V工频交流电源；20.第三220V工频交流电源；21.水；22.第二流量计；23.第二阀；24.第三阀；25.第三流量计；26.第四阀；27.超声波震荡器；121.烟气出口 ；122.臭氧喷入口 ；123.烟气进口 ；124 ;带能量水雾喷入口。【具体实施方式】参见图1，本专利技术包括一个等离子臭氧发生器5，在等离子臭氧发生器5的前端设置气体干燥器3，空气1气体通过第一阀2进入第一干燥器3，在第一干燥器3和等离子臭氧发生器5之间连接第一流量计4。空气1气体通过第一阀2进入第一干燥器3，再经第一流量计4进入等离子臭氧发生器5中。空气1经过第一干燥器3干燥，使通入等离子臭氧发生器5后能产生高浓度臭氧，从等离子臭氧发生器5输出的高浓度臭氧的浓度为100?400g/m3。等离子臭氧发生器5的工作电源是高频高压交流电源或者高频脉冲电源，工作电源由变压器6和逆变器7组成，逆变器7连接于控制器8。图1中，第一 220V工频交流电源9经控制器8、逆变器7和变压器6后，将工频220V电压转变成高频高压电，将高频高压电输入等离子臭氧发生器5，为等离子发生器5提供电源。空气1在等离子臭氧发生器5中加工成臭氧(03)后输出，臭氧的浓度由输入等离子臭氧发生器5中气体的流量以及高当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波和臭氧的烟气脱硫脱硝装置，其特征是：包括一个等离子臭氧发生器（5），空气经第一阀（2）进入第一干燥器（3），第一干燥器（3）和等离子臭氧发生器（5）之间连接第一流量计（4）；等离子臭氧发生器（5）有两路输出，一路经第三阀（24）依次连接第二干燥器（10）和第一臭氧浓度传感器（11），另一路经第二流量计（22）依次连接第二阀（23）和烟气反应腔（12），烟气输入烟气反应腔（12），烟气反应腔（12）内设置超声波发生器（18）；液态的水依次经过第四阀（26）、第三流量计（25）、超声波震荡器（27）后通入烟气反应腔（12）；从烟气反应腔（12）输出的气体进入第三干燥器（13），第三干燥器（13）的输出端依次连接第二臭氧气浓度传感器（14）和剩余臭氧吸收装置（15）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈宁，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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