本发明专利技术涉及烟气污染物处理领域，提供一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置和工艺，其特征在于：包括等离子体氧化反应器和等离子体吸收处理器；所述等离子体氧化反应器的一端设置有烟气进口，所述等离子体氧化反应器的另一端与所述等离子体吸收处理器相连通，所述等离子体吸收处理器的另一端设置有烟气出口；所述等离子体氧化反应器为介质阻挡等离子体线筒式反应器；所述等离子体氧化反应器上设置有给所述等离子氧化反应器提供氧气的进气装置；所述脉冲电源与所述线筒式反应器相连接；所述线筒式反应器内部设置有网载催化剂层。本发明专利技术实现将等离子体技术与催化剂和吸附液联用催化脱除烟气污染物。
【技术实现步骤摘要】
一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置和工艺
本专利技术涉及烟气污染物处理领域，特别是一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置和工艺。
技术介绍
实践证明，燃煤耦合污泥发电是污泥当前处置中最有前景的处置方式之一，然而污泥通常含有氯酚(CPs)、氯苯(CBs)、硝基苯(NBs)、多氯联苯(PCBs)、多氯代二苯并二恶英/呋喃(PCDD/Fs)、邻苯二甲酸酯(PEs)、多环芳烃(PAHs)等种类复杂的挥发性有机化合物(VOCs)和重金属，其焚烧烟气的二次污染问题受到广泛关注。与燃煤电厂排放的烟气相比，掺烧污泥产生的烟气具有烟气量较小，HCl浓度高，SO2浓度较低，含水量较高，重金属、二噁英及苯系物浓度增高等特性。尽管燃煤锅炉掺烧污泥产生的细颗粒烟尘和重金属汞等污染物可通过除尘器等大气污染控制设备收集处理，如大多数氧化生成的Hg2+和颗粒态的HgP，但汞的第三种形态Hg0因其较低的反应活性和难溶解性相对于其他两种形态较难捕获，所以传统的烟气净化技术不能很好的脱除掺烧污泥产生的二次污染物。近年来，低温等离子体(Non-thermalplasma，NTP)技术在空气污染物脱除、特别在脱除NOx、SO2和VOCs等方面取得了长足的进步。NTP技术是电子、化学、催化等综合作用下的电化学过程，净化的原理是：1、依靠等离子体在瞬间产生的强大电场能量电离、裂解有害气体的化学键能，从而破坏废气分子结构达到净化目的；2、激活、电离或裂解气体污染物中的H2O、O2等分子，产生氧化性活性粒子和自由基(如O、O3、OH自由基、HO2自由基)与污染物作用降解为CO2、H2O或其它有机物质，实现污染物脱除的目的。但该技术也存在一些问题：1、污染物脱除效率有待提高；2、活性粒子和自由基反应活跃，但缺乏选择性，容易产生不完全氧化产物或聚合物；3、产生的臭氧不仅会腐烛设备，排放至大气中也会危害环境和人体健康。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种将等离子体技术与催化剂和吸附液联用催化脱除烟气污染物的燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置。本专利技术采用以下方式来实现，一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置，其特征在于：包括等离子体氧化反应器和等离子体吸收处理器；所述等离子体氧化反应器的一端设置有烟气进口，所述等离子体氧化反应器的另一端与所述等离子体吸收处理器相连通，所述等离子体吸收处理器的另一端设置有烟气出口；所述等离子体氧化反应器上设置有给所述等离子氧化反应器提供氧气的进气装置；所述等离子体氧化反应器包括相互连接的脉冲交流高压电源和介质阻挡等离子体线筒式反应器，所述等离子体吸收处理器包括脉冲电源、线筒式反应器和循环供液装置，所述脉冲电源与所述线筒式反应器相连接；所述线筒式反应器内部设置有网载催化剂层。进一步的，所述介质阻挡等离子体线筒式反应器的筒壁由外至内依次设置有第一非导体层、间隙层和微孔板层，所述微孔板层上设置有若干小孔；所述微孔板层内对称嵌设有高压电极层和接地电极层，所述高压电极层的下端设置有介质层。进一步的，所述进气装置包括鼓风机，所述鼓风机通过进气管与所述间隙层连通，所述进气管上设置有阀门。进一步的，所述线筒式反应器的筒壁由外至内依次设置有第二非导体层和防腐层。进一步的，所述循环供液装置包括雾化喷淋头、喷淋液贮液槽和喷淋液循环泵；所述雾化喷淋头等距离设置于所述线筒式反应器的顶部，所述雾化喷淋头通过连接管与所述喷淋液贮液槽连接，所述连接管上设置有所述喷淋液循环泵；所述喷淋液贮液槽包括凹槽，所述凹槽上设置有过滤盖板。进一步的，所述线筒式反应器内侧壁上设置有用于固定所述网载催化剂层的导轨，所述网载催化剂层的一端设置有一固定板，所述固定板上设置有将所述网载催化剂层固定于所述线筒式反应器上的螺栓；所述网载催化剂层包括载网和催化剂，所述催化剂采用溶胶-凝胶法均匀附着在所述载网上。进一步的，所述小孔的孔径为2mm。进一步的，所述溶胶-凝胶法制备所述网载催化剂层，包括以下步骤：步骤S1.1：将蜂窝陶瓷放入5%的稀硝酸溶液中加热煮沸1h，用蒸馏水洗涤数次，100℃恒温干燥1h，冷却备用；步骤S1.2：金溶胶制备方法：在去离子水中分别加入硼氢化钠溶液和四羟甲基氯化磷，再加入新鲜配制的四氯金酸溶液，搅拌机搅拌，即得到棕色的金溶胶；步骤S1.3：将高锰酸钾和硫酸锰按比例溶解于水中，混合均匀后形成红褐色溶液，然后与金溶胶搅拌混合均匀；步骤S1.4：将步骤S1.1中处理得到的蜂窝陶瓷浸渍在步骤S1.3中得到的混合溶液中1h后取出，80℃恒温烘干3h，然后放入马弗炉中500℃煅烧2h，冷却备用。本专利技术的另一目的在于提供一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除工艺，便于操作人员进行燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物的脱除，其特征在于：包括以下步骤：步骤S2.1：启动所述脉冲交流高压电源和所述鼓风机，并将所述阀门开启；步骤S2.2：将经过空气预热器、省煤器和除尘器后处理后的烟气由所述烟气进口通入所述介质阻挡等离子体线筒式反应器内，通过高压放电对烟气进行氧化处理，得到初步净化后的气体和气体氧化副产物；步骤S2.3：启动所述脉冲电源和所述喷淋液循环泵；步骤S2.4：将步骤S2.2得到的初步净化后的气体和气体氧化副产物通入所述等离子体吸收处理器，通过与所述网载催化剂层与喷淋液的反应，进一步净化烟气；进化后的烟气由所述烟气出口排出；同时，烟气中含有的粉尘和易溶于水的反应产物经过循环喷淋液后，与水结合掉落到装置底部的贮液槽中收集处理。本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术中通过脉冲交流高压放电可以使烟气污染物中的H2O、O2等分子被激活、电离或裂解，产生O3、·OH、·O、·HO2等强氧化性活性粒子和自由基，其中生成的·OH自由基能与SO2反应生成HSO3、H2SO4，烟气中的NOx氧化成硝酸，将烟气中的Hg0氧化为Hg2+，便于后续烟气汞的捕捉和成盐吸收。挥发性有机化合物有害气体分子通过强氧化性活性电子发生定向链式反应，裂解成CO2等无害的气体分子，著提高了污染物脱除效率。（2）本专利技术通过鼓风机泵入氧气，增加了烟气中O2的体积分数，从而增加了放电产生的·O、臭氧等自由基和活性粒子含量，可增强污染物的去除效率。同时等离子体氧化反应器内壁的微孔板层结构在进气后，表面形成“气膜”，即可防止微孔板层上粘附固体粉末，可对设备表面起到防尘、防腐和自洁的作用。（3）本专利技术能充分利用烟气中普遍存在的盐酸污染物，通过放电可生成·Cl自由基或Cl2气体，可促进Hg0氧化生成HgCl2，即可去除盐酸污染物，又有助于提高气体中Hg0的去除效率。（4）本专利技术中所述介质阻挡等离子体线筒式反应器产生的氧化副产物，如HSO3、H2SO4、氮氧化物、臭氧等有害物质，在所述线筒式反应器中被电解氨水生成的·NH2、·NH、·OH等活性自由基还原成无害产物，Hg2+可与喷淋液中的Na2S或NaHS和FeSO4或ZnCl2溶液共沉淀而分离除去。（5）本专利技术中设置的网载催本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置，其特征在于：包括等离子体氧化反应器和等离子体吸收处理器；所述等离子体氧化反应器的一端设置有烟气进口，所述等离子体氧化反应器的另一端与所述等离子体吸收处理器相连通，所述等离子体吸收处理器的另一端设置有烟气出口；所述等离子体氧化反应器上设置有给所述等离子氧化反应器提供氧气的进气装置；所述等离子体氧化反应器包括相互连接的脉冲交流高压电源和介质阻挡等离子体线筒式反应器，所述等离子体吸收处理器包括脉冲电源、线筒式反应器和循环供液装置，所述脉冲电源与所述线筒式反应器相连接；所述线筒式反应器内部设置有网载催化剂层。/n
【技术特征摘要】
1.一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置，其特征在于：包括等离子体氧化反应器和等离子体吸收处理器；所述等离子体氧化反应器的一端设置有烟气进口，所述等离子体氧化反应器的另一端与所述等离子体吸收处理器相连通，所述等离子体吸收处理器的另一端设置有烟气出口；所述等离子体氧化反应器上设置有给所述等离子氧化反应器提供氧气的进气装置；所述等离子体氧化反应器包括相互连接的脉冲交流高压电源和介质阻挡等离子体线筒式反应器，所述等离子体吸收处理器包括脉冲电源、线筒式反应器和循环供液装置，所述脉冲电源与所述线筒式反应器相连接；所述线筒式反应器内部设置有网载催化剂层。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述介质阻挡等离子体线筒式反应器的筒壁由外至内依次设置有第一非导体层、间隙层和微孔板层，所述微孔板层上设置有若干小孔；所述微孔板层内对称嵌设有高压电极层和接地电极层，所述高压电极层的下端设置有介质层。
3.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述进气装置包括鼓风机，所述鼓风机通过进气管与所述间隙层连通，所述进气管上设置有阀门。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述线筒式反应器的筒壁由外至内依次设置有第二非导体层和防腐层。
5.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述循环供液装置包括雾化喷淋头、喷淋液贮液槽和喷淋液循环泵；所述雾化喷淋头等距离设置于所述线筒式反应器的顶部，所述雾化喷淋头通过连接管与所述喷淋液贮液槽连接，所述连接管上设置有所述喷淋液循环泵；所述喷淋液贮液槽包括凹槽，所述凹槽上设置有过滤盖板。
6.根据权利要求1所述的一种燃煤锅炉掺烧污泥烟气污染物脱除装置，其特征在于：所述线筒式反应器内侧壁上设置有用于固定所述网载催化剂层的导轨，所述网载催化剂层的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晖晖，张自丽，罗威威，
申请(专利权)人：福建省锅炉压力容器检验研究院，
类型：发明
国别省市：福建;35
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