本发明专利技术公开一种放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的方法。燃煤或焚烧烟气经电除尘或布袋除尘处理后，依次通过预洗涤塔、一级放电等离子体反应器、一级吸收塔、二级放电等离子体反应器和二级吸收塔。预洗涤塔用于烟气预净化、降温和吸收液浓缩；一级放电等离子体反应器用于ＮＯ氧化和细颗粒物荷电、捕集脱除；一级吸收塔用于ＳＯ２、ＮＯｘ和荷电细颗粒物洗涤脱除；二级放电等离子体反应器用于元素Ｈｇ的氧化和酸雾、铵雾的荷电、捕集脱除；二级吸收塔用于氧化态Ｈｇ和其它污染物的洗涤脱除。上述处理使ＳＯ２、ＮＯｘ、Ｈｇ、细颗粒物去除率分别达到９５％、７５％、７５％和８０％以上，氨外泄量控制在５ｍｇ／ｍ３以下。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种燃煤和焚烧烟气中多种污染物的净化方法，属于环境保护领域，更具体地说，涉及一种放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中的SOyNOHg和细颗粒物等污染物的方法。
技术介绍
燃煤和焚烧烟气所含污染物包括烟尘、S02、 N0X和Hg等。传统的处理方法是一种处理系统对应一种污染物，主流技术包括电除尘或布袋除尘去除烟尘、石灰石/石膏脱除SOy选择性催化还原脱除NO活性炭吸附分离Hg等。这些处理方法固然有净化效率高、技术成熟可靠等优点，但设备投资和运行费用高、占地面积大、操作维护工作量大。另外，对于烟气中所含的其它污染物尚没有合适的净化处理方法。因此，多种污染物联合脱除是未来的努力方向。 在过去30多年中，基于放电等离子体的烟气净化技术一直倍受关注，已授权或正在审查的专利包括集散控制式流光放电烟气脱硫的半湿法(ZL02116300. 6)、立式流光放电烟气脱硫湿式反应器(ZL02208831. 8)、流光放电等离子体烟气污染物同步净化方法(ZL200410029622. 3)、一种等离子体燃煤锅炉烟气净化新工艺(ZL200310121117. 7)、资源化同时脱除烟气中二氧化硫、氮氧化物的臭氧氧化干法(CN101337152)等。其中，涉及烟气中S02、N0和Hg等多种污染物脱除的技术路线是，借助放电产生的等离子体同步氧化NO和元素态Hg为N02和氧化态Hg，然后，在吸收塔中利用水溶性吸收液同步脱除S02、 N0X和氧化态Hg。然而，研究表明，放电产生的等离子体会优先与易氧化的NO作用，当NO和元素态Hg共存时，浓度较高的NO会优先氧化为N02，而氧化速率和浓度均低得多的元素态Hg几乎不被氧化。因此，在一个放电等离子体反应器中，不可能实现NO和元素态Hg的同步氧化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种。本专利技术是在已授权公告或公开的专利技术基础上，针对NO优先消耗放电产生的等离子体，致使烟气所含元素态Hg不能被有效氧化的不足，提出的一种新的燃煤或焚烧烟气多种污染物联合脱除方法，同时，该方法可以有效防止各种雾粒和氨外逸。 本专利技术在全面分析现有烟气除尘、脱硫、脱硝和其它污染物净化技术，以及现有基于放电等离子体的烟气净化方法存在问题的基础上，提出一种针对常规电除尘或布袋除尘处理后的烟气的净化方法。主要包括预洗涤、一级放电等离子体作用、一级吸收、二级放电等离子体作用、二级吸收等步骤。该方法能在投资和运行费用相对较低的前提下，实现烟气中S(^、NO、元素态Hg和细颗粒物(常规电除尘或布袋除尘未去除的烟尘)等污染物的联合脱除，S02、N0、元素态Hg、细颗粒物的去除效率分别达到95% 、75% 、75%和80%以上。当采用氨吸收液时，氨泄漏量低于5mg/m3。本专利技术的核心是，NO和元素态Hg的氧化分别在两个不同的放电等离子体反应器中进行，在每个放电等离子体反应器之后，各设置一个吸收塔，分别实现酸性气体和氧化态Hg的洗涤脱除。 为了实现上述脱除烟气中多种污染物的方法，本专利技术提供了一种实现装置，该装 置由预洗涤塔、一级放电等离子体反应器、一级吸收塔、二级放电等离子体反应器和二级吸 收塔等单元构成，各单元的作用如下 1)预洗涤塔 预洗涤塔采用的洗涤液为一级吸收塔排出的吸收液。预洗涤塔的作用包括三个方面①利用热烟气的热量使吸收液蒸发、浓縮，提高吸收液的浓度，以便于后续的固液分离处理；②烟气的热量传递给吸收液后，自身冷却降温，有利于烟气的后续净化处理；③预洗涤脱除烟气中的污染物。2) —级放电等离子体反应器 在一级放电等离子体反应器中，放电产生的等离子体使烟气中NO氧化为N02，少量 S(^氧化为S03。同时，部分细颗粒物荷电，并在高压电场作用下作定向运动，最终被等离子 体反应器接地极捕集。 3) —级吸收塔 —级吸收塔其作用是洗涤脱除烟气中的S(^、具有一定氧化度的N0,，所述具有一 定氧化度的N0X是指N02含量大于50%， N0X中的x = 1，2。荷电细颗粒物等。采用水溶性 吸收液，所述的水溶性吸收液用氨、氢氧化钠、碳酸钠、石灰、石灰石等无机碱溶于水配制。 在循环洗涤吸收过程中，溶液中会形成硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐。 4) 二级放电等离子体反应器 在二级放电等离子体反应器中，放电产生的等离子体使元素态Hg氧化为氧化态 Hg。同时，从一级吸收塔排出的雾粒，以及部分元素态和氧化态Hg会荷电，并在高压电场作 用下作定向运行，最终被等离子体反应器的接地极捕集。 5) 二级吸收塔 二级吸收塔采用工艺补充水或预洗涤塔排出的吸收液经固液分离得到的上清液 作为吸收液，作用是吸收脱除氧化态Hg和各种雾粒。若一级吸收塔采用氨作吸收液，二级 吸收塔还具有进一步吸收脱除残留NH3，防止其外逸的作用。 所述的预洗涤塔、一级吸收塔和二级吸收塔采用喷淋塔、或旋流塔、或鼓泡塔、或 筛板塔等。 所述的一级放电等离子体反应器和二级放电等离子体反应器均是由高压电源和 反应器本体构成。高压电源包括正极性直流高压电源、正极性脉冲高压电源和正极性直流 叠加交流高压电源等，其作用是为放电等离子体反应器供电。放电等离子体反应器本体的 接地极包括管式和板式两种，放电极为星形线、芒剌线、锯齿线或具有尖端的其它线型。当 放电等离子体反应器的放电极和接地极之间施加足够高的电压时，即可在反应器内形成流 光放电，产生放电等离子体。 与传统烟气净化方法和现有技术中的放电等离子体处理烟气多种污染物方法相 比，本专利技术的优势在于 ①在较简单的处理系统中，实现烟气中S02、 N0、 Hg和细颗粒物等污染物的联合脱 除，投资和运行费用相对较低。 ②借助二级放电等离子体反应器的氧化和捕雾作用，以及二级吸收塔的洗涤作用，可实现Hg的高效脱除，防止氨泄漏，还允许一级吸收塔在较高的pH条件下工作，从而大大提高吸收脱硫脱硝效率。 ③放电形成的高压电场有利于细颗粒物荷电，各级放电等离子体反应器、吸收塔和预洗涤塔均具脱除细颗粒物，尤其是荷电细颗粒物的作用，因此，不需对现有电除尘或布袋除尘系统进行改造，即可满足更严格的烟尘排放要求。附图说明 图1是放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的流程示意图。 图中 1锅炉或焚烧炉 2电除尘或布袋除尘器 3预洗涤塔 4一级放电等离子体反应器 5—级吸收塔 6二级放电等离子体反应器 7二级吸收塔 8烟囱具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术提供的和装置进行说明。本专利技术提供的方法涉及的具体步骤包括 步骤一、预洗涤 采用的洗涤液为一级吸收过程排出的吸收液。预洗涤的作用包括三个方面①利用热烟气的热量使吸收液蒸发、浓縮，以便于后续的固液分离处理；②烟气的热量传递给吸收液后，自身冷却降温，有利于烟气的后续净化处理；③预洗涤脱除烟气中的污染物。 步骤二、一级放电等离子体作用 放电产生的等离子体使烟气中的冊氧化为冊2。同时，烟气中的细颗粒物荷电，部分细颗粒物荷电后，还会在高压电场作用下，作定向运动，并被捕集到接地极上。 步骤三、一级吸收 采用氨、氢氧化钠、碳酸钠、石灰、石灰石等无机碱性物质溶于水，配成水溶性吸收液，吸收脱除烟气中的SOy具有一定氧化度的N0X和细颗粒物，所述具有一定氧化度的N0X是指N(^含量大于50^，N0,中的x =本文档来自技高网...
【技术保护点】
放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的方法，其特征在于：锅炉或焚烧炉排出的烟气经电除尘或布袋除尘处理后，依次通过预洗涤，一级放电等离子体作用、一级吸收、二级放电等离子体作用和二级吸收，实现烟气中ＳＯ↓［２］、ＮＯ、元素态Ｈｇ和细颗粒物的高效脱除；预洗涤的作用是冷却烟气、浓缩吸收液和预净化烟气；一级放电等离子体作用是氧化烟气中的部分ＮＯ为ＮＯ↓［２］，同时，使烟气中部分细颗粒物荷电，然后在电场力作用下定向迁移至接地极，最终被捕集脱除；一级吸收的作用是脱除ＳＯ↓［２］、具有一定氧化度的ＮＯ↓［ｘ］和荷电细颗粒物，所述具有一定氧化度的ＮＯ↓［ｘ］是指ＮＯ↓［２］含量大于５０％，ＮＯ↓［ｘ］中的ｘ＝１，２；二级放电等离子体作用是氧化烟气中的元素Ｈｇ为氧化态Ｈｇ，同时，捕集一级吸收排出的雾粒；二级吸收的作用是脱除氧化态Ｈｇ和残留的其它污染物。
【技术特征摘要】
放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的方法，其特征在于锅炉或焚烧炉排出的烟气经电除尘或布袋除尘处理后，依次通过预洗涤，一级放电等离子体作用、一级吸收、二级放电等离子体作用和二级吸收，实现烟气中SO2、NO、元素态Hg和细颗粒物的高效脱除；预洗涤的作用是冷却烟气、浓缩吸收液和预净化烟气；一级放电等离子体作用是氧化烟气中的部分NO为NO2，同时，使烟气中部分细颗粒物荷电，然后在电场力作用下定向迁移至接地极，最终被捕集脱除；一级吸收的作用是脱除SO2、具有一定氧化度的NOx和荷电细颗粒物，所述具有一定氧化度的NOx是指NO2含量大于50％，NOx中的x＝1，2；二级放电等离子体作用是氧化烟气中的元素Hg为氧化态Hg，同时，捕集一级吸收排出的雾粒；二级吸收的作用是脱除氧化态Hg和残留的其它污染物。2. 根据权利要求1所述的放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的方法，其特征在于所述的预洗涤过程中采用的洗涤液，是来自 一级吸收过程排出的吸收液，热烟气的热量能够促使吸收液蒸发、浓縮，以便于后续的固液分离处理；烟气的热量传递给吸收液后，自身冷却降温，有利于烟气的后续处理；预洗涤过程还具有一定的脱除烟气中污染物的效果。3. 根据权利要求1所述的放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的方法，其特征在于所述的一级放电等离子体作用，是借助高压放电产生的等离子体，将烟气中的部分冊氧化为冊2，同时，使烟气中部分细颗粒物荷电，并在高压电场作用下定向运动，最后沉积到接地集上。4. 根据权利要求1所述的放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的方法，其特征在于所述的一级吸收，是以氨或其它无机碱性物质的水溶液作为吸收液，吸收脱除烟气中的SOy具有一定氧化度的N0X和荷电细颗粒物，所述具有一定氧化度的N0X是指N02含量大于50%， N0X中的x = 1，2。5. 根据权利要求1所述的放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的方法，其特征在于所述的二级放电等离子体作用，是利用放电产生的等离子体氧化烟气中的元素态Hg为氧化态Hg;同时，放电产生的等离子体还使部分元素态和氧化态Hg，以及从一级吸收过程排出的雾粒荷电，荷电粒子在高压电场作...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱天乐，王美艳，罗宏晶，孙轶斐，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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