一种宽负荷脱硝方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种宽负荷脱硝方法及装置，该方法为将含有NOX的烟气通入低温等离子体反应装置中，向含有NOX的烟气中添加O2，添加O2后，O2的体积分数为3％～10％，采用等离子体技术使气体在低温等离子体装置中发生反应，得到N2、NO2、N2O5，得到的NO2、N2O5通入吸收装置中与水反应生成HNO3、HNO2而去除，净化后的烟气通过烟囱排入大气。本发明专利技术的装置包括：气体输送系统、烟气排放连续监测系统、低温等离子体反应装置、吸收装置。利用本发明专利技术的方法和装置，能够实现宽负荷下的NOX超低排放，解决燃煤电厂低负荷下SCR脱硝系统无法正常运行，NOX排放超标问题；同时可以避免空预器堵塞和腐蚀，以及引风机超负荷运行问题。

A Wide Load Denitrification Method and Device

【技术实现步骤摘要】
一种宽负荷脱硝方法及装置
本专利技术属于环保
，尤其涉及一种宽负荷脱硝方法及装置。
技术介绍
根据国家三部委《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》要求，到2020年全国30万千瓦及以上燃煤发电机组需实现超低排放，氮氧化物排放浓度不高于50mg/Nm3。选择性催化还原(SCR)技术是目前应用较为广泛的脱硝技术，其原理是在催化剂的作用下，以NH3为还原剂，优先与烟气中的NOX还原生成氮气和水。SCR装置最佳的反应温度为300℃～400℃，为了满足温度要求，目前SCR反应器都设置于锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间。但目前国内火电机组普遍负荷率不高，机组长期处于低负荷运行。当锅炉机组处于低负荷时，脱硝装置入口烟气温度低于催化剂的正常使用温度，导致SCR脱硝系统无法正常运行，造成排污超标等环保问题。同时NH3会和烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵并析出，导致空预器堵塞和腐蚀严重，引风机超负荷运行。根据对广东省燃煤机组脱硝装置的调研，2014年平均1台机组每年因烟气温度低导致的脱硝系统退出运行时长达219h，严重影响机组的正常运行。CN208566725U公开了一种宽负荷脱硝装置，包括两级省煤器，一级省煤器布置在脱硝装置的出口，二级省煤器布置在脱硝装置的入口。通过将二级省煤器的旁管路打开并通过调节旁路管路的工质流量来调节流经二级省煤器的工质流量，提升并网阶段的脱硝入口烟温。但该技术不能有效解决低负荷下脱硝系统存在的问题，且系统流程复杂。因此宽负荷脱硝技术的开发，具有重要的环境和社会效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种宽负荷脱硝方法及装置，利用本专利技术的方法和装置，能够实现宽负荷下的NOX超低排放，解决燃煤电厂低负荷下SCR脱硝系统无法运行，NOX排放超标问题；同时可以避免空预器堵塞和腐蚀，以及引风机超负荷运行问题。为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种宽负荷脱硝方法，将含有NOX的烟气通入低温等离子体反应装置中，向含有NOX的烟气中添加O2，添加O2后，O2的体积分数为3％～10％，采用等离子体技术使气体在低温等离子体装置中发生反应，得到N2、NO2、N2O5，得到的NO2、N2O5通入吸收装置中与水反应生成HNO3、HNO2而去除，净化后的烟气通过烟囱排入大气；其中，NOX中的X为1或2。优选地，在含有NOX的烟气中添加H2O，添加后H2O的体积分数为1％～10％；进一步地，添加H2O后，H2O的体积分数为1％～3％。优选地，在含有NOX的烟气中添加NH3，使得NH3和NOX的摩尔质量比为1～2；进一步地，NH3和NOX的摩尔质量比为1～1.5。优选地，所述低温等离子体装置中的低温等离子体电源的功率为1～40W/Nm3，进一步地，所述低温等离子体电源的功率为1～5W/Nm3。本专利技术还提供了一种宽负荷脱硝装置，包括：气体输送系统、第一烟气排放连续监测系统、低温等离子体反应装置、第二烟气排放连续监测系统、吸收装置；其中，烟气经所述气体输送系统进入到所述低温等离子体反应装置中进行反应，反应后的气体进入所述吸收装置中进行协同反应后通过烟囱排入大气中；所述气体输送系统之后、所述低温等离子体反应装置之前设置有所述第一烟气排放连续监测系统；所述吸收装置之后设置有所述第二烟气排放连续监测系统；所述气体输送系统包括O2储气罐，且所述O2储气罐配套设置控制阀门、减压阀和流量计，所述O2储气罐经管道与所述低温等离子体反应装置连接。优选地，所述气体输送系统还包括H2O储气罐、NH3储气罐，每个储气罐配套设置控制阀门、减压阀和流量计；所述H2O储气罐、所述NH3储气罐经管道与所述低温等离子体反应装置连接。优选地，所述吸收装置为湿法脱硫装置或半干法脱硫装置。优选地，所述低温等离子体反应装置包括低温等离子体反应器本体、等离子体发生器、等离子体电源和示波器，所述等离子体发生器设置在所述低温等离子体反应器本体内，所述等离子体电源与所述等离子体发生器电连接，所述示波器与所述等离子体电源和所述等离子体发生器电连接，所述示波器用于检测所述等离子体发生器的能量输入。优选地，所述等离子体发生器结构为线筒式或线板式或板板式。本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：(1)本专利技术采用等离子体反应装置和吸收装置，完全替代了现有的SCR脱硝系统，通过向等离子体装置中添加氧气，添加后的氧气体积分数为3％～10％，使氧气分子被激发活化产生O·，将烟气中的NO100％的完全氧化成NO2、N2O5，再通过吸收装置将氧化成NO2、N2O5的转化为硝酸和亚硝酸，最后将净化后的烟气排放到大气中。因此本专利技术技术有效解决了燃煤电厂低负荷下SCR脱硝系统无法正常运行、NOx排放超标问题；同时可以避免空预器堵塞和腐蚀，以及引风机超负荷运行问题，具有突出的环境和社会效益。(2)本专利技术方法与传统SCR脱硝技术相比，不受机组负荷和烟气温度的影响，且脱硝效率可达90％以上，NOX排放浓度可最低降至20mg/Nm3，远远满足火电厂超低排放标准。(3)本专利技术采用低温等离子体技术，使气体分子被激发活化产生O·、OH·、HO2·、H·、NH·、NH2·等具有强氧化还原性的自由基，有效去除NOx污染物，实现深度脱硝的效果。本专利技术系统流程简单，操作方便，适用范围广。附图说明图1为本专利技术实施例2的宽负荷脱硝装置结构示意图；图2为本专利技术实施例3的宽负荷脱硝装置结构示意图.附图标记说明：1-低温等离子体反应装置；2-O2储气罐；3-H2O储气罐；4-NH3储气罐；5-控制阀门；6-减压阀；7-流量计；8-第一烟气排放连续监测系统；9-湿法脱硫装置；10-半干法脱硫装置；11-低温等离子体反应器本体；12-等离子体发生器；13-等离子体电源；14-示波器；15-第二烟气排放连续监测系统。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种宽负荷脱硝方法及装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。实施例1本实施例1提供了一种宽负荷脱硝方法，将含有NOX的烟气通入低温等离子体反应装置中，向含有NOX的烟气中添加预设比例的O2，采用等离子体技术使气体在低温等离子体装置中发生反应，得到N2、NO2、N2O5，得到的NO2、N2O5通入吸收装置中与水反应生成HNO3、HNO2而去除，净化后的烟气通过烟囱排入大气；其中，NOX中的X为1或2。NOX的转化效率与低温等离子体装置中的等离子体电源功率有关，较佳地，低温等离子体装置中的等离子体电源功率为1～40W/Nm3，优选为1～5W/Nm3。锅炉烟气中NOX主要由NO和NO2组成，其中NO占NOX总量的95％以上，是其主要成分，因此NOX的治理技术研究主要针对NO。当烟气主要成分为N2、NO时，在低温等离子体反应装置中发生以下反应：e+N2→e+N+N(1a)e+N2→e+N(2D)+N(1b)N(2D)+N2→N+N2(1c)N(2D)+NO→N2+O(2a)N+NO→N2+O(2b)NO+O+M→NO2+M(3)NO一部分被氧化成NO2，一部分被还原成N2，但生成的NO2不稳定，会再次被还原成NO，影响脱硝效率。因此在烟气中加入O2，烟气添加O2后，O2的体积分数为3％～10％，O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽负荷脱硝方法，其特征在于，将含有NOX的烟气通入低温等离子体反应装置中，向含有NOX的烟气中添加O2，添加O2后，O2的体积分数为3％～10％，采用等离子体技术使气体在低温等离子体装置中发生反应，得到N2、NO2、N2O5，得到的NO2、N2O5通入吸收装置中与水反应生成HNO3、HNO2而去除，净化后的烟气通过烟囱排入大气；其中，NOX中的X为1、2。

【技术特征摘要】
1.一种宽负荷脱硝方法，其特征在于，将含有NOX的烟气通入低温等离子体反应装置中，向含有NOX的烟气中添加O2，添加O2后，O2的体积分数为3％～10％，采用等离子体技术使气体在低温等离子体装置中发生反应，得到N2、NO2、N2O5，得到的NO2、N2O5通入吸收装置中与水反应生成HNO3、HNO2而去除，净化后的烟气通过烟囱排入大气；其中，NOX中的X为1、2。2.根据权利要求1所述的宽负荷脱硝方法，其特征在于，在含有NOX的烟气中添加H2O，添加后H2O的体积分数为1％～10％。3.根据权利要求1或2所述的宽负荷脱硝方法，其特征在于，在含有NOX的烟气中添加NH3，使得NH3和NOX的摩尔比值为1～2。4.根据权利要求1所述的宽负荷脱硝方法，其特征在于，所述低温等离子体装置中的低温等离子体电源的功率为1～40W/Nm3。5.一种宽负荷脱硝装置，其特征在于，包括：气体输送系统、第一烟气排放连续监测系统、低温等离子体反应装置、第二烟气排放连续监测系统、吸收装置；其中，烟气经所述气体输送系统进入到所述低温等离子体反应装置中进行反应，反应后的气体进入所述吸收装置中进行协同反应后通过烟囱排入大气中；所述气体输送系...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴永阳，吴永杰，傅懋，
申请(专利权)人：上海迪夫格环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31