一種中小型鍋爐廢氣的等離子體脫硝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)廢氣處理領(lǐng)域，特別涉及一種中小型鍋爐廢氣的等離子體脫硝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)上的廢氣治理問題，一直是環(huán)保部門尚待解決的主要課題。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，能源利用逐年增加，粉塵及排放也呈逐年上升趨勢。截至2012年底，我國在用鍋爐62.03萬臺，其中70%以上是中小型鍋爐。中小型鍋爐量大面廣，煙囪低矮，對大氣污染的影響很大。因此，為了防治大氣污染，保護和改善生活環(huán)境與生態(tài)環(huán)境，節(jié)約能源，研制和開發(fā)新型廢氣凈化裝置，治理中小型燃煤鍋爐對大氣的污染具有十分重要的意義。2014年環(huán)保部通過了新修訂的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，被業(yè)界稱為迄今為止最嚴(yán)的鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)，與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)相比，新標(biāo)準(zhǔn)不僅修訂了傳統(tǒng)的顆粒物和二氧化硫的排放限值，還首次提出了氮氧化物和汞的排放控制標(biāo)準(zhǔn)，倒逼制造企業(yè)不得不進行技術(shù)升級，從源頭上控制鍋爐大氣污染物的排放。
[0003]現(xiàn)有煙氣的脫NOx技術(shù)包括已經(jīng)商業(yè)化的選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)。在煙氣中注入以氨氣(NH3)和氨水為主的化合物，氨在催化劑的作用下還原NO并生成無害的氮氣和水。氨還有助于后續(xù)的電除塵中飛灰的收集從而提高該裝置的運行效率。但由于此反應(yīng)必須在大約300-450°C之間進行，且工程造價較高，因此，目前僅應(yīng)用于大型鍋爐。對于國內(nèi)大量存在的中小型鍋爐來說，始終缺少一種高效、低成本的廢氣處理方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種中小型鍋爐廢氣的等離子體脫硝方法，可以在常溫條件下處理鍋爐煙氣中的氮氧化物，脫硝效率高，操作簡單，運行費用低，使用范圍廣。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0006]一種中小型鍋爐廢氣的等離子體脫硝方法，將含NO的廢氣與還原性氣體混合，然后將混合氣體帶入等離子體反應(yīng)裝置內(nèi)的電極區(qū)或電極區(qū)后的反應(yīng)區(qū)，在該區(qū)域NO分子、還原性氣體分子被活化，然后發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為隊和CO2等無害氣體。
[0007]優(yōu)選的是，所述含NO的廢氣與還原性氣體的溫度低于80°C。
[0008]優(yōu)選的是，所述還原性氣體與NO的分子數(shù)之比為1:2-5。
[0009]優(yōu)選的是，所述混合氣體等離子化的反應(yīng)時間為0.01-5秒，電壓為6000-10000V，電流為0-2A。
[0010]優(yōu)選的是，所述還原性氣體為氫氣、氯氣、一氧化碳、硫化氫、甲烷、二氧化硫、臭氧、丙烯、乙烯、溴化氫或碘化氫中的至少一種。
[0011]優(yōu)選的是，所述等離子體為電暈放電、電子束或介質(zhì)阻擋放電等離子體。
[0012]優(yōu)選的是，所述含NO的廢氣中主要成分為NO。
[0013]本發(fā)明還提供了一種中小型鍋爐廢氣的等離子體脫硝方法，將含NO的廢氣導(dǎo)入含有氧化劑的溶液進行氧化吸收，收集處理后的氣體與還原性氣體混合，然后將混合后的氣體帶入等離子體反應(yīng)裝置內(nèi)的電極區(qū)或電極區(qū)后的反應(yīng)區(qū)，在該區(qū)域NO分子、還原性氣體分子被活化，然后發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為隊和CO2等無害氣體。
[0014]優(yōu)選的是，所述氧化劑為重鉻酸鈉、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、硝酸、氯酸鈉、次氯酸鈉、雙氧水中的至少一種或幾種。
[0015]優(yōu)選的是，所述含有氧化劑的溶液中，氧化劑與溶劑的質(zhì)量比為1-3:100o
[0016]優(yōu)選的是，所述還原性氣體與NO的分子數(shù)之比為1:2-5.
[0017]優(yōu)選的是，所述混合氣體等離子化的反應(yīng)時間為0.01-5秒，電壓為6000-10000V，電流為0-2Α。
[0018]優(yōu)選的是，所述還原性氣體為氫氣、氯氣、一氧化碳、硫化氫、甲烷、二氧化硫、臭氧、丙烯、乙烯、溴化氫或碘化氫中的至少一種或幾種。
[0019]優(yōu)選的是，所述等離子體為電暈放電、電子束或介質(zhì)阻擋放電等離子體。
[0020]優(yōu)選的是，所述含NO的廢氣中主要成分為NO。
[0021]本發(fā)明還提供了一種中小型鍋爐廢氣的等離子體脫硝方法，將含NO的廢氣與還原性氣體混合，然后將混合氣體導(dǎo)入含有氧化劑的溶液進行氧化吸收，將經(jīng)氧化吸收處理的氣體帶入等離子體反應(yīng)裝置內(nèi)的電極區(qū)或電極區(qū)后的反應(yīng)區(qū)，在該區(qū)域NO分子、還原性氣體分子被活化，然后發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為隊和CO2等無害氣體。
[0022]優(yōu)選的是，所述氧化劑為重鉻酸鈉、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、硝酸、氯酸鈉、次氯酸鈉、雙氧水中的至少一種或幾種。
[0023]優(yōu)選的是，所述含有氧化劑的溶液中，氧化劑與溶劑的質(zhì)量比為1-3:100。
[0024]優(yōu)選的是，所述還原性氣體與NO的分子數(shù)之比為1:2-5.
[0025]優(yōu)選的是，所述混合氣體等離子化的反應(yīng)時間為0.01-5秒，電壓為6000-10000V，電流為0-2Α。
[0026]優(yōu)選的是，所述還原性氣體為氫氣、氯氣、一氧化碳、硫化氫、甲烷、二氧化硫、臭氧、丙烯、乙烯、溴化氫或碘化氫中的至少一種或幾種。
[0027]優(yōu)選的是，所述等離子體為電暈放電、電子束或介質(zhì)阻擋放電等離子體。
[0028]優(yōu)選的是，所述含NO的廢氣中主要成分為NO。
[0029]上述的方法在處理工業(yè)窯爐或船舶發(fā)動機廢氣中的應(yīng)用。
[0030]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:
[0031]I)本發(fā)明能實現(xiàn)大風(fēng)量處理，能處理風(fēng)量10萬方/小時以上，可廣泛應(yīng)用于各種型號鍋爐；
[0032]2)脫硝效率高，通過等離子排級控制，可實現(xiàn)脫硝效率90%以上；
[0033]3)運行費用低，反應(yīng)在低溫下完成，不需要額外的加熱系統(tǒng)；
[0034]4)安全性高，無氨氣制備系統(tǒng)，消除液氨爆炸隱患。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明涉及的采用等離子體脫硝的煙氣凈化工藝流程示意圖；其中I鍋爐、2除塵器、4等離子體反應(yīng)裝置。
[0036]圖2為本發(fā)明涉及的采用氧化吸收和等離子體脫硝的煙氣凈化工藝流程示意圖；I鍋爐、2除塵器、3氧化吸收槽、4等離子體反應(yīng)裝置。
[0037]圖3為本發(fā)明采用的等離子體反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]其中，1-進風(fēng)口，2-機架，3-噴淋裝置，4-等離子盤，5-單體油箱，6_盤壓蓋裝置，7-出風(fēng)口，8-單體風(fēng)筒，9-機殼，10-散熱裝置，11-電源
【具體實施方式】
[0039]以下通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規(guī)的方法和條件進行選擇。
[0040]實施例1 一種中小型鍋爐廢氣的等離子體脫硝方法
[0041]鍋爐排出的廢氣含有NO，通過靜態(tài)混合器將其與還原性氣體混合，將上述混合氣體帶入等離子體反應(yīng)容器內(nèi)的電極區(qū)或電極區(qū)后的反應(yīng)區(qū)，在該區(qū)域，廢氣中的NO被還原性氣體還原成隊和CO 2及水等無害的氣體。所述的還原性氣體可在等離子體作用下與NO發(fā)生還原反應(yīng)，優(yōu)選的為氫氣、氯氣、一氧化碳、硫化氫、甲烷、二氧化硫、臭氧、丙烯、乙烯、溴化氫或碘化氫中的一種或多種的混合氣體。
[0042]實施例2
[0043]將鍋爐排出的廢氣進行降溫除塵，使廢氣的溫度低于80°C，再將上述廢氣與還原性氣體混合后帶入等離子體反應(yīng)容器內(nèi)的電極區(qū)或電極區(qū)后的反應(yīng)區(qū)，在該區(qū)域，廢氣中的NO被還原成隊和CO 2及水等無害的氣體。通過控制廢氣與還原性氣體的添加比例可以進一步提高NOx的脫除效率，優(yōu)選在還原性氣體與NO的分子數(shù)之比為1:2-5。
[0044]實施例3
[0045]鍋爐排出的廢氣含有NO，通過靜態(tài)混合器將其與還原性