干法脉冲电晕放电烟气净化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种干法脉冲电晕放电烟气净化装置，该装置包括烟气增湿降温塔、气氨投加装置、纳秒级脉冲高压电源、等离子体反应器、副产物收集装置。采用本实用新型专利技术进行烟气净化时，将高温烟气引入增湿降温塔进行增湿降温，增湿降温后的烟气进入脉冲放电等离子体反应器，在高压条件下与气氨投加装置投加的氨气反应，反应生成副产物，并由副产物收集器收集。采用本实用新型专利技术可以实现同时脱硫脱硝，脱硫脱硝效率高，对于不同含硫量的烟气和烟气量变化有较好的适应性和负荷跟踪性，烟气净化装置的使用寿命长，装置中的脉冲放电等离子体反应器与电源的匹配效果好。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术属于废气净化
具体涉及一种烟气中的二氧化硫和氮氧化物的净化装置。
技术介绍
随着世界各国经济快速发展，作为主要能源的煤炭消耗量急剧增加，而燃烧过程所产生的二氧化硫、氮氧化物和其它一些气体污染物的排放量随之增加，其中二氧化硫、氮氧化物是酸性气体，和大气中的水分子结合，形成酸雨，给人类带来严重的经济损失和环境污染。1995年，我国火电装机容量达1.6亿kW，二氧化硫排放量是830万吨，约占全国的35％，而氮氧化物排放量是430万吨，到2000年火电装机容量达2.2亿kW，二氧化硫排放量占到全国的50％左右，氮氧化物排放量是1560万吨，预计到2010年火电装机容量达3.7亿kW，二氧化硫排放量占到全国的66％，氮氧化物排放量是2190万吨。目前应用较为广泛的烟气脱硫方法主要有石灰石/石膏湿法、简易湿法、旋转喷雾半干法、炉内喷钙尾部增湿活化法、海水中和法等，其中以石灰石/石膏湿法应用最为广泛。但这些方法均存在不能脱除烟气中的氮氧化物，并且脱硫过程中产生的副产物利用价值不高等缺点。脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝方法一般有干法和半干法之分。半干法粉尘和液滴的收集率只有85～95％，液滴的收集效率不高，导致大量铵盐随净化后的烟气排放到大气中，而干法对粉尘和铵盐的收集率达到98.5％以上；半干法和干法相比，需要增加庞大的水循环和水处理设施，且在结晶过程中能耗较大；半干法的喷雾干燥塔跟踪烟气负荷，进行调节保持系统水的平衡和铵盐的平衡也是比较困难的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够同时进行脱硫脱硝、对于含硫烟气和烟气量的变化有较好的适应性和负荷跟踪性、能够延长脉冲电源的寿命、脉冲放电等离子体反应器与电源的匹配较好的干式电晕放电烟气净化装置。本技术的一种干式电晕放电烟气净化装置包括用于烟气增湿降温的烟气增湿降温塔，用于加入脱硫脱硝剂的气氨投加装置，用于脉冲电晕放电引发自由基和离子产生的纳秒级脉冲高压电源，用于活化水蒸气和氨气、活化后的水蒸气和氨气与烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行反应的脉冲放电等离子体反应器、用于收集副产物的副产物收集装置5个单元，烟气增湿降温塔与脉冲放电等离子体反应器、副产物收集装置依次连接，气氨投加装置、纳秒级脉冲高压电源分别与脉冲放电等离子体反应器连接。本技术的干式电晕放电烟气净化装置各个单元的结构和工作过程描述如下。1)烟气增湿降温塔烟气增湿降温塔包括设置在塔顶的烟气入口、设置在塔内顶端的雾化水喷嘴、设置在塔底的排污泵和积水池、设置在塔中部的烟气出口等部分，其中雾化水喷嘴呈环状布置，塔体采用圆柱型塔体结构。增湿降温用水由雾化水喷嘴喷出，雾化水喷嘴将水雾化成粒径为100μm～150μm的雾滴，雾化水和从塔顶部流入的烟气形成顺流接触，经增湿降温的烟气被送至脉冲放电等离子体反应器，含尘污水流经积水池并由排污泵从烟气增湿降温塔塔底排出。喷入的雾化水有85～95％吸收了烟气的热量汽化，并随烟气流入脉冲放电等离子体反应器，5～15％的雾化水没有汽化，大粒径的雾化水流入塔底的排污装置排出，小粒径雾化水随烟气进入脉冲放电等离子体反应器。2)气氨投加装置气氨投加装置包括依次连接的液氨储罐、液氨压缩机、液氨蒸发器和气氨缓冲罐。与二氧化硫和氮氧化物反应的气氨采用液氨，液氨储罐流经液氨压缩机进入液氨蒸发器，蒸发为气氨进入气氨缓冲罐内。3)纳秒级脉冲高压电源纳秒级脉冲高压电源主要由用于储存高压电能的中储电容器、用于中储电容器放电的闸流管、将中储电容器传出的电压升高的脉冲变压器、将脉冲变压器输出的电压波形整形的脉冲形成器和用于锐化脉冲形成器输出电压波形的磁开关组成。纳秒级脉冲高压电源在名称为“一种脉冲电晕等离子体烟气脱硫用的高压脉冲电源装置”(专利号为01247614.5)的技术专利中已有详细说明。4)脉冲放电等离子体反应器脉冲放电等离子体反应器内依次设置有在烟气入口处的气流均布板、水蒸气活化装置、氨活化装置、振打装置、阳极板和阴极、脉冲电极装置，在反应器下部设置有灰斗。气流均布板用于调节稳定气流方向。水蒸气活化装置包括依次连接的石英管、瓷轴、水蒸气进气管、储气罐、放电电极，极板与放电电极平行。水蒸气通过水蒸气进气管进入储气罐，在水蒸气放电电极上加30～90kV电压，充分活化后，含有OH自由基的水蒸气通过放电电极出气口喷出。氨活化装置包括依次连接的石英管、瓷轴、氨气进气管、储气罐、放电电极，极板与放电电极平行。氨气通过氨气进气管进入储气罐，在氨气放电电极上加30～90kV电压，充分活化后，产生NH、NH2自由基，活化后的氨气通过放电电极出气口喷出。水蒸气和氨气进入储气罐可以通过三通装置调节，三通装置可以保证水蒸气先被活化或保证氨气先被活化或水蒸气和氨气同时被活化，调节水蒸气或氨气的流量。储气罐用于储备将被活化的水蒸气或氨气或水蒸气和氨气。石英管和瓷轴起绝缘作用。水蒸气活化装置和氨活化装置的放电电极均采用针—板式结构，针管型放电电极由主管和针管构成，同侧针相邻，两侧针交错排列，所有针处于同一个平面，并和极板平行。振打装置主要由振打电极、阴极振打和阳极振打等组成，通过阴极振打和阳极振打收集部分反应副产物。根据烟气量在反应器中设置一个或多个电场。阳极板和阴极用于收集副产物。脉冲电极装置包括线型放电电极、低压板电极和脉冲高压电源。放电电极采用曲率半径小的圆柱型线或星型线，低压板电极采用平板型或Z型的金属板，放电线之间的距离和线板之间距离的比例关系为0.6-1。脉冲高压电源要求产生电压波形的上升时间小于100ns，脉冲宽度小于1μs，频率可以根据要获得脱除效果进行调节。烟气先通过气流均布板后，再通过水蒸气活化装置或氨活化装置或水蒸气活化装置和氨活化装置，再通过脉冲电极装置，产生OH、HO2、NH、NH2、N2+等活性自由基和离子，氧化烟气中的SO2和NOx分子反应生成SO3和高价的NOx，最终生成硫铵和硝铵等副产物，副产物再由阳极板和阴极收集，再通过阴极振打和阳极振打后，由灰斗收集部分副产物。5)副产物收集装置副产物收集装置主要包括壳体、大梁、阳极板、阴极、阴极振打和阳极振打、气流分布板、进气口、出气口、贮灰斗等，还含有刷灰系统和保温层。副产物收集装置在名称为“电子束辐照烟气脱硫脱硝副产物收集装置”(专利号01213936.X)的技术专利文献中已有详细说明。烟气经电厂的静电除尘器处理后进入增湿降温塔内，增湿降温后的烟气进入脉冲放电等离子体反应器，施加高压，并由气氨投加装置投加氨气，发生电晕放电，产生强氧化性自由基，自由基引发烟气中二氧化硫和氮氧化物反应，最终生成硫酸铵和硝酸铵微粒，微粒被副产物收集器收集。本技术净化烟气中的二氧化硫和氮氧化物采用烟气顺流接触方式，烟气与部分未汽化的水滴接触，提高了烟气增湿降温塔的除尘效率，提高了副产物的品质，增湿降温塔内形成的污水聚集在塔底附近的积水池内，该污水主要成分为燃煤粉尘、硫酸根和亚硫酸根离子，呈酸性，可用于碱性废水的调质等，也可将该污水排入电厂的沉渣池，用于沉渣池碱性废水的调质和水量的补充，也可用于燃煤补水和干渣降温，不会造成二次污染；气氨缓冲罐设置在0.2MPa～0.8MPa范围内的某个压力值工作，使得缓冲罐和输氨管道中气氨压力具有较好的稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干法脉冲电晕放电烟气净化装置，其特征在于：包括用于烟气增湿降温的烟气增湿降温塔（１８），用于加入脱硫脱硝剂的气氨投加装置，用于脉冲电晕放电引发自由基和离子产生的纳秒级脉冲高压电源，用于活化水蒸气和氨气、活化后的水蒸气和氨气与烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行反应的脉冲放电等离子体反应器（２５）、用于收集副产物的副产物收集装置（２６）；烟气增湿降温塔（１８）与脉冲放电等离子体反应器（２５）、副产物收集装置（２６）依次连接，气氨投加装置、纳秒级脉冲高压电源分别与脉冲放电等离子体反应器（２５）连接。

【技术特征摘要】
1.一种干法脉冲电晕放电烟气净化装置，其特征在于包括用于烟气增湿降温的烟气增湿降温塔(18)，用于加入脱硫脱硝剂的气氨投加装置，用于脉冲电晕放电引发自由基和离子产生的纳秒级脉冲高压电源，用于活化水蒸气和氨气、活化后的水蒸气和氨气与烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行反应的脉冲放电等离子体反应器(25)、用于收集副产物的副产物收集装置(26)；烟气增湿降温塔(18)与脉冲放电等离子体反应器(25)、副产物收集装置(26)依次连接，气氨投加装置、纳秒级脉冲高压电源分别与脉冲放电等离子体反应器(25)连接。2.根据权利要求1所述的一种干法脉冲电晕放电烟气净化装置，其特征在于所述的烟气增湿降温塔(18)包括设置在塔顶的烟气入口、设置在塔内顶端呈环状分布的雾化水喷嘴、设置在塔底的排污泵(19)和积水池(20)、设置在塔中部的烟气出口。3.根据权利要求1所述的一种干法脉冲电晕放电烟气净化装置，其特征在于所述的气氨投加装置包括依次连接的液氨储罐(21)、液氨压缩机(22)、液氨蒸发器(23)和气氨缓冲罐(24)。4.根据权利要求1所述的一种干法脉冲电晕放电烟气净化装置，其特征在于所述的脉冲放电等离子体反应器(25)内依次设置有在烟气入口处的气流均布板(1)和(2)、水蒸气活化装置(3)、氨活化装置(4)、振打装置(5)、阳极板和阴极(6)、脉冲电极装置(7)，在脉冲放电等离子体反应器(25)下部设置有灰斗(8)。5.根据权利要求4所述的一种干法脉冲电晕放电烟气净化装置，其特征在于所述的水蒸气活化装置(3)包括依次连接的石英管(15)、瓷轴(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵君科，吴彦，任先文，李杰，王保键，王宁会，杨睿戆，李国锋，陈伟华，陈海燕，涂国锋，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院环保工程研究中心，大连理工大学，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]