同时脱除烟气中PM2.5颗粒、SO2和NOx并回收副产物的方法技术

本发明专利技术公开了一种同时脱除烟气中ＰＭ２．５颗粒、ＳＯ↓［２］和ＮＯｘ并回收副产物的方法，将待处理烟气通入脉冲电晕电场，同时喷洒吸收液以净化烟气；脉冲电晕电场由与负脉冲高压相连的针状电晕线，和环绕针状电晕线与正脉冲电压相连的网状金属电极产生；吸收液喷洒在网状金属电极上形成液膜，ＰＭ２．５颗粒荷电后受到静电力作用向液膜运动，被液膜吸附捕集，而烟气中的水蒸气和氧气被分解成Ｏ、ＯＨ、Ｏ↓［３］、ＨＯ↓［２］等氧化性自由基，将烟气中的ＳＯ↓［２］和ＮＯ氧化成易于吸收的高价态物质，之后被吸收液吸收；反应后的吸收液经过待处理烟气的显热干燥，结晶生成可回收副产物。本发明专利技术方法实现了烟气中的ＰＭ２．５颗粒、ＳＯ↓［２］以及ＮＯｘ的同时脱除并将脱除副产物资源化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烟气处理方法，特别是一种利用湿式脉冲电晕同时脱除 烟气中PM2.5颗粒、S02以及NOx并将脱除副产物资源化的方法。
技术介绍
我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气，煤炭资源总量远远超过 石油和天然气资源。我国煤炭在全国一次能源生产和消费中的比例长期占 70%以上。2007年，我国能源消费的总量达到26.5亿吨标煤，其中煤炭消费 量18亿吨标煤，原油消费量3.4亿吨，天然气消费673亿立方米。我国正处 于重化工阶段和世界工厂的现状，而且产业结构在未来几十年内发生大调整 的可能性较小，能源消耗还会持续上升。根据国际能源机构(IEA)估计， 到2020年，中国一次能源需求在25 33亿吨标准煤之间，其中煤炭是21 29 亿吨，石油4.5-6.1亿吨，天然气1453 1654亿立方米，煤炭在我国一次能 源构成中仍将占主体地位。目前，我国对煤的主要利用方式还是以燃烧为主，占煤炭总量的80%。 煤炭的直接燃烧虽然简单廉价，但污染严重。煤炭燃烧排放的粉尘、so2、 NOx已经成为我国最大的大气污染源，排放总量极大。我国70%的烟尘、90% 的S02和67y。的NOx都来自于燃煤。"十一五"以来S02的年排放总量都在 2500万吨左右的高位运行；而NOx的排放形势更为严峻，2005年火电行业 NOx排放已经超过700万吨。如果政府不采取更强有力的减排措施，NOx 的排放将会持续增长；对烟尘而言，虽然TSP排放呈逐年下降趋势，但对 PM2.5缺乏有效控制手段，致使PM2.5的排放从2000年的750万吨逐渐上 升到2007年的1000万吨。粉尘、S02、 NOx的大量排放给生态环境和人类 健康带来极大威胁。3目前，静电分离仍然是控制烟气中粉尘的主要手段，电除尘器是烟气除 尘中应用最广的设备之一。静电分离具有效率高，收集效果好等优点。虽然目前使用的静电除尘器其除尘效率可达99%以上，然而对PM2.5以下的颗粒却无能为力。这是因为目前静电除尘器普遍采用直流电源供电和钢极板振打方式。关于供电方式，采用直流供电造成峰值电压Vp与平均电压Va权差达 到30 50%，而且与除尘效率直接有关的Vp.Va偏小，使得PM2.5的颗粒荷 电不充分。关于极板振打，采用振打清灰存在着二个问题 一是振打不能清 除粘牢的粉尘，极板腐蚀严重；二是在振打时间内，粉尘返混严重(达50%)， 导致电除尘器工作失效，PM2.5颗粒的除尘效率大幅降低。目前对烟气中S02脱除主要采用湿法烟气脱硫技术(WFGD)，占总装机 容量的80%以上，但是典型的WFGD初期投资和运行成本都很高，而且系 统非常复杂；而对NOx的控制，通常采用空气分级、燃料分级或者低NOx 燃烧器等燃烧控制方式，但是燃烧控制技术只能达到30 50%的脱硝率，无 法满足日后的NOx排放标准，所以需要加装选择性催化还原烟气脱硝装置 (SCR)。但SCR装置的催化剂价格昂贵，且要定期更换，致使运行费用达 到2000 3000元/吨NOx。另外，我国煤的综合利用水平较低。煤中所含的S、 N等元素大部分转 化成了低附加值的产品。钙基脱硫主要以石膏形式回收S，而SCR脱硝则把 NOx最终转化为N2。因此，开展燃煤烟气污染物脱除过程中S、 N等资源的 回收利用，对于建设资源节约型社会具有重要意义。烟气污染物控制不仅是环境问题，同时也是技术经济问题。随着烟气中 所需控制的污染物越来越多，污染物排放标准越来越严格，如果我们还是采 用"1+1"的方式，对不同的污染物使用不同的方法逐一脱除，这势必将导 致巨大的投资运行成本以及复杂的净化系统，而且各工艺之间的集成也会遇 到诸多困难。并且从循环经济的角度出发，实现烟气污染物脱除副产物的综 合利用，达到污染物脱除和资源回收的有机结合，最终实现环境友好、资源 节约的燃煤烟气污染物控制技术。所以开发烟气中多种污染物同时脱除综合 利用技术，实现一塔多脱，并且实现脱除副产物的资源化，已成为烟气治理4的新趋势。
技术实现思路
本专利技术提供一种湿式脉冲电晕烟气处理方法，可以同时脱除烟气中PM2.5颗粒、S02以及NOx并可实现脱除副产物的资源化。一种同时脱除烟气中PM2.5颗粒、S02以及NOx并将脱除副产物的资源 化的方法，将待处理烟气通入脉冲电晕电场，同时喷洒吸收液以净化烟气， 所述的脉冲电晕电场由与负脉冲高压相连的针状电晕线，和环绕针状电晕线 与正脉冲电压相连的网状金属电极产生；所述的吸收液喷洒在网状金属电极 上，用于吸收PM2.5颗粒、S02和NOx;反应后的吸收液经过待处理烟气的 显热干燥，结晶生成副产物。本专利技术方法可通过筒式结构的电晕放电反应器实现，反应器中间垂直放 置针状电晕线，反应器内壁设置不锈钢网，并向其喷射吸收液形成液膜作为 流水极板；针状电晕线接负脉冲高压，流水极板接正脉冲高压，在针状电晕 线和流水极板之间形成强烈的脉冲电暈，此时，PM2.5颗粒在脉冲电场中荷 电后受到静电力作用向流水极板运动，进而被水膜吸附捕集而得到清除；而 烟气中的水蒸气和氧气在电晕区被分解成O， OH， 03， H02等氧化性自由基， 之后这些氧化性自由基把烟气中的S02和NO氧化成易于吸收的S03、H2S04、 N02和HNCb，最终在流水极板的水膜表面被吸收液吸收，这样就实现了 PM2.5颗粒、S02以及NOx在同一反应器中的同时脱除。随后，吸收后的液 体喷入待处理烟气的烟道，通过高温烟气的显热蒸发，结晶成可利用的工业 原料，实现脱除副产物的资源化。为了能够在不锈钢网上形成更加均匀液膜，同时尽可能的节省材料，一 般选择圆孔不锈钢网，而且开孔率在50 60%。另外，过低的pH值将会生 成硫酸氢铵，而过高的pH值会导致氨水的浪费。所以为了获得硫酸铵的副 产物，必须控制吸收液的pH值， 一般要求吸收液的pH值在5.6 5.7之间。 考虑到S02吸收后形成的亚硫酸铵容易在高温下分解，为了获得更高的S02 吸收效果，进入电晕放电反应器的烟气温度需要控制在8(TC以下。本专利技术采用流水极板替代金属极板，无需振打清灰装置，不存在极板腐 蚀、粘结问题，从本质上避免了常规电除尘设备粉尘返混率高、净化效果不 佳、腐蚀严重等致命问题，有效改善运行性能，降低反应器钢耗(达40%)。 而脉冲供电方式与直流供电方式相比能够显著提高峰值电压以及自由电子的平均能量和数量，大大促进小颗粒的脱除以及O、 OH、 03等自由基的生成。 而O、 OH、 03等自由基能有效氧化烟气中的S02和NO，使之转化为S03、 H2S04、 N02和HN03，最后在流水极板上的水膜表面上实现高效传质吸收。 另外，吸收后的液体喷入电晕放电反应器前的高温烟道，通过高温烟气的显 热蒸发，干燥结晶成可利用的工业原料，实现脱除副产物的资源化。这样一 来，不仅实现了脱除副产物的资源化，而且进入电晕放电反应器的温度明显 降低，大大促进S02和NOx的氧化吸收脱除效果。所述的针状屯晕线为外圆周面上设有多组芒刺对的不锈钢圆形管，不锈 钢圆形管的半径和芒刺的长度可根据具体情况加以改变，优选为每组芒刺对 的芒刺数量为四个，成对称分布，芒刺的长度为3 7mm，四个芒剌的对称 分布，能够产生更多的自由基，并使自由基在反应器截面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时脱除烟气中ＰＭ２．５颗粒、ＳＯ↓［２］和ＮＯｘ并回收副产物的方法，包括，将待处理烟气通入脉冲电晕电场，同时喷洒吸收液以净化烟气，最后利用反应后的吸收液回收副产物，其特征在于：所述的脉冲电晕电场由与负脉冲高压相连的针状电晕线，和环绕针状电晕线与正脉冲电压相连的网状金属电极产生；所述的吸收液喷洒在网状金属电极上形成流水极板，用于吸收ＰＭ２．５颗粒、ＳＯ↓［２］和ＮＯｘ；反应后的吸收液经过待处理烟气的显热干燥，结晶，回收副产物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴祖良，李济吾，陆豪，江博琼，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]