低温等离子体烟气复合污染物控制方法技术

本发明专利技术公开了一种低温等离子体烟气复合污染物控制方法，该方法通过高压放电，在干式和湿式反应器中产生低温等离子体，与传统除尘方法、氨法脱硫、石灰石／石膏湿法、旋转喷雾干燥法等进行组合联用，控制烟气中的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、硫化氢、氯化氢、重金属等污染物，氧化副产物。其中干式等离子体反应器与除尘装置联用，可以提高除尘效率，氧化一氧化氮。吸收装置与湿式等离子体反应器联用，可以去除气态污染物，氧化氨吸收剂的脱硫产物亚硫酸铵，除雾净化尾气；本方法可以用于各类锅炉或焚烧炉等的烟气复合污染物控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境保护/废气净化
，尤其涉及一种将产生低温等离子体的 放电装置与其他技术联用，净化烟气中复合污染物(二氧化硫、氮氧化物、烟尘、硫化氢、氯 化氢、重金属)的方法。
技术介绍
烟气中含有大量的二氧化硫、氮氧化物、烟尘、硫化氢、氯化氢、重金属，这些污染 物能够损害人的呼吸系统，严重影响人的身体健康。它们也会加剧酸雨、光化学烟雾等环境 污染。专门用于除尘、脱硫和脱硝等的独立处理技术繁多，大部分同时处理烟尘、二氧化 硫和氮氧化物的系统都仅是各种独立技术的简单组合串联，各串联单元分别控制不同污染 物，占地面积大，投资和运行费用高，联合效率低。如对于烟气中的细颗粒物，目前的电除尘 器的净化效率低，很难达到pm2.5的国家排放标准。以石灰石/石膏湿法和氨法为主的脱硫 装置不能吸收氮氧化物；常用的选择性催化还原脱硝过程产生三氧化硫及其酸雾，容易腐 蚀设备。低温等离子体技术能够产生活性物质、紫外辐射等，可以同时复合污染物进行处 理和控制。如安装前置的凝并装置可以提高烟气中颗粒物，尤其是细颗粒物的捕集效率。利 用高压放电产生低温等离子体的凝并装置能够同时氧化烟气中的一氧化氮，使之成为高价 态氮氧化物，从而被碱性吸收液吸收，提高氮氧化物的去除效率。美国P0WERSPAN公司在俄亥俄州的R. E. Burger电厂建立了一套同时除尘、脱硫、 脱硝示范系统。系统主体由介质阻挡放电反应器、氨法吸收塔和湿式电除尘器顺次组成。放 电反应器将一氧化氮氧化为高价态氮氧化物，烟气随后进入氨法吸收塔，二氧化硫和氮氧 化物被吸收成盐，最终湿式电除尘器除去烟气中的酸雾、烟尘和汞氧化物。由于放电反应器 前端电除尘器效率低，使细颗粒物能够进入后续装置。氨法吸收塔的吸收产物靠鼓气氧化， 湿式电除尘器仅用于去除酸雾、颗粒物，能量利用效率低，能耗较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低温等离子体烟气复合污染物 控制方法，本专利技术通过高压放电，在干式和湿式反应器中产生低温等离子体，与传统除尘方 法、氨法脱硫、石灰石/石膏湿法、旋转喷雾干燥法等进行组合联用，可以对烟气中的二氧 化硫、氮氧化物、烟尘、硫化氢、氯化氢、重金属等污染物进行净化控制。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种低温等离子体复合污染物控制 方法，该方法包括以下步骤(1)烟气先进入干式等离子体反应器，利用高压电源产生的电晕放电，使烟气中 颗粒物荷电，并由于静电作用凝并、聚集，形成粗颗粒，同时一氧化氮被氧化为高价氮氧化 物；(2)随后烟气进入电除尘器进行电除尘；(3)除尘烟气进入吸收装置，二氧化硫、氮氧化物分别形成亚硫酸盐和硝酸盐，部 分吸收液和处理后烟气进入湿式等离子体反应器；(4)在湿式等离子体反应器中，吸收液中的亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，烟气被除雾 净化；(5)净化后的烟气被引入烟囱排出。本专利技术的有益效果是本专利技术的方法采用干式等离子体反应器，同时凝并颗粒物， 氧化一氧化氮，装置成本低，空间利用率高，除尘和氧化效率高，湿式等离子体反应器可以 同时净化尾气，氧化吸收产物。装置成本低，氧化效率高。整套方法一体化程度高，每个单元 同时具有多个控制净化功能，占地面积小，除尘、脱硫、脱硝效率高，副产物产率高，能量消 耗低，即可整套使用。也可以选择部分单元组合作用，易于用于新设备安装和旧设备改造。附图说明图1为采用本专利技术方法的低温等离子体烟气复合污染物控制流程示意图；图2为第一环节烟气气态污染物氧化及烟尘凝并除尘装置流程示意图；图3为第二环节烟气气态污染物吸收及吸收产物氧化装置流程示意图；图4为采用袋式除尘器时，本专利技术方法的低温等离子体烟气复合污染物控制流程 示意图；图5为仅采用干式等离子体反应器、电除尘器和吸收装置时，本专利技术方法的低温 等离子体烟气复合污染物控制流程示意图；图6为仅采用吸收装置和湿式等离子体反应器时，本专利技术方法的低温等离子体烟 气复合污染物控制流程示意图；图7为干式等离子体反应器的装置示意图；图8为湿式等离子体反应器的装置示意图；其中，锅炉1、干式等离子体反应器2、第一反应器3、第一高压电源4、电除尘器5、 电除尘器高压电源6、电除尘器灰斗7、吸收装置8、湿式等离子体反应器9、第二反应器10、 第二高压电源11、集液槽12、泵13、烟囱14、袋式除尘器15、除尘装置16、反应通道17、高压 放电电极18、低压电极19、低压极板20、喷嘴21。具体实施例方式由以干式、湿式等离子体反应器为主的多 个单元联用组合而成。低温等离子体复合污染物控制方法包括以下步骤1)将高温烟气引入干式等离子体反应器，对颗粒物进行预荷电，强化凝并聚集，形 成粗颗粒。同时对氮氧化物进行氧化，一氧化氮转为二氧化氮等高价易于吸收的形态；2)凝并氧化后的烟气进入电除尘器，由电源提供高电压，颗粒物被捕集清除；3)除尘后的烟气进入吸收装置，被碱性物质(溶液、浆液、粉末)吸收，生成吸收产 物亚硫酸盐和硝酸盐，吸收产物流入产物收集装置进行结晶回收等处理，如有吸收液，则部 分吸收液流入湿式等离子体反应器，；4)脱硫脱硝后的烟气进入湿式等离子体反应器，步骤3产生的部分吸收液也进入4湿式反应器，亚硫酸盐溶液被氧化为硫酸盐溶液，硫酸盐溶液通过集液槽出口流入产物收 集装置，同时烟尘也被除雾净化；5)清除控制污染物后的烟气引入烟囱，排入大气。以上的包括两个环节，共4个单元，全部 单元可顺次连接，组成烟气除尘、脱硫、脱硝一体化系统。针对具体的工程要求，各单元也 可单独作用或部分组合，用于除尘、脱硫、脱硝和副产物生产等烟气净化功能中的一个或几 个。低温等离子体复合污染物控制方法的包括两个环节，第一环节进行烟气气态污染 物氧化及烟尘凝并除尘，第二环节进行烟气气态污染物吸收及吸收产物氧化。其中第一环 节包括干式等离子体反应器和电除尘器2个单元，第二环节包括吸收装置和湿式等离子体 反应器2个单元。1)干式等离子体反应器，将烟气中的烟尘凝并聚集，形成粗颗粒；将烟气中的一 氧化氮氧化为二氧化氮等高价氮氧化物，利于后续装置除尘、脱硝等。包括至少一个反应通道，烟气由反应通道入口进入反应通道，处理后的烟气由反 应通道出口排出。反应通道包括至少一个第一反应室，反应室内布置至少一组电极。反应 器由第一高压电源供电。所述的第一高压电源的供电方式包括直流、交流、脉冲、直流叠加脉冲，直流叠加 高频交流、直流叠加混频或直流叠加交流。供电方式可以为连续，也可以为间歇；2)电除尘器。将烟气中的颗粒物捕集去除。含尘烟气由装置入口进入电除尘器，由装置出口进入下一装置。电除尘器可以为管式或板式中的任意一种。3)吸收装置。将烟气中的气态污染物通过吸收剂、中和剂进行捕集去除，对可利用 的吸收、中和产物进行收集利用。通常吸收装置为氨法脱硫法、石灰石/膏湿法、旋转喷雾干燥法吸收装置。所述的吸收装置为液膜表面吸收器、气泡表面吸收器或液滴表面吸收器中的任意一种。4)湿式等离子体反应器，控制烟气中的气溶胶，提高除尘除雾效果；如有吸收装 置流入的亚硫酸盐吸收液，还起到氧化亚硫酸盐的作用。包括至少一个反应通道，烟气由反应通道入口进入反应通道，处理后的烟气由反 应通道出口进入下一装置。每个反应通道包括至少一个第二反应室。反应室内安装至少一 组高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温等离子体复合污染物控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（１）烟气先进入干式等离子体反应器，利用高压电源产生的电晕放电，使烟气中颗粒物荷电，并由于静电作用凝并、聚集，形成粗颗粒，同时一氧化氮被氧化为高价氮氧化物。（２）随后烟气进入电除尘器进行电除尘。（３）除尘烟气进入吸收装置，二氧化硫、氮氧化物分别形成亚硫酸盐和硝酸盐，部分吸收液和处理后烟气进入湿式等离子体反应器。（４）在湿式等离子体反应器中，吸收液中的亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，烟气被除雾净化。（５）净化后的烟气被引入烟囱排出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫克平，李树然，章旭明，陈伟兰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]