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一种基于低温等离子的烟气脱硝装置

阅读：361发布：2024-02-15

专利汇可以提供一种基于低温等离子的烟气脱硝装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于低温等离子的烟气脱硝装置，包括：烟道，其上依次设有导流装置和低温等离子反应器，烟道两端分别为烟气进口和烟气出口；烟囱，其与烟气出口相连；若干旋流雾化装置，其位于导流装置和烟气进口之间的烟道顶部和两侧；氨水储罐，其接至若干旋流雾化装置。本发明的有益效果：通过等离子体与催化剂的协同作用，将氮氧化物脱除提高了活性粒子的利用率，保证脱硝效率；等离子发生器装在除尘器前烟道的位置，不需要增加单独的脱硝反应器，初投资较小，系统简单，运行维护简便；所用氨水的流量由氨水输送泵控制，根据机组烟气量大小可调节氨水的流量并选择旋流雾化装置的开启数量，保证机组在各个负荷下的脱硝效率。，下面是一种基于低温等离子的烟气脱硝装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于低温等离子的烟气脱硝装置，其特征在于，包括：
烟道，其上依次设有导流装置(5)和低温等离子反应器(6)，所述烟道两端分别为烟气进口(1)和烟气出口(7)；
烟囱(8)，其与所述烟气出口(7)相连；
若干旋流雾化装置(4)，其位于所述导流装置(5)和所述烟气进口(1)之间的烟道顶部和两侧；
氨水储罐(2)，其接至所述若干旋流雾化装置(4)。
2.根据权利要求1所述的基于低温等离子的烟气脱硝装置，其特征在于，所述氨水储罐(2)内的氨水质量浓度在5-15％之间。
3.根据权利要求2所述的基于低温等离子的烟气脱硝装置，其特征在于，氨水与烟气中的NOx的摩尔比为1.3。
4.根据权利要求1所述的基于低温等离子的烟气脱硝装置，其特征在于，所述低温等离子反应器(6)由若干圆柱状的等离子反应单元(10)组成，每个等离子反应单元由高压内电极(11)、催化剂(13)和包裹着不锈钢网的石英管(12)组成，其中，所述高压内电极(11)位于所述石英管(12)内，所述催化剂(13)布置在所述高压内电极(11)和所述石英管(12)之间的等离子放电区域。
5.根据权利要求5所述的基于低温等离子的烟气脱硝装置，其特征在于，若干圆柱状的等离子反应单元(10)排列在所述烟道内部。
6.根据权利要求1所述的基于低温等离子的烟气脱硝装置，其特征在于，所述催化剂(13)采用蜂窝状。
7.根据权利要求1所述的基于低温等离子的烟气脱硝装置，其特征在于，若干旋流雾化装置(4)为5个，烟道顶部设置3个，烟道两侧各设置1个。
8.根据权利要求1所述的基于低温等离子的烟气脱硝装置，其特征在于，所述氨水储罐(2)与所述若干旋流雾化装置(4)之间的管路上设置有氨水输送泵(3)。

说明书全文

一种基于低温等离子的烟气脱硝装置

技术领域

[0001] 本发明涉及脱硝技术领域，具体而言，涉及一种基于低温等离子的烟气脱硝装置。

背景技术

[0002] 我国是一个以煤炭为主要能源的国家，约占全国一次能源总产量的74％，在相当长的时间内燃煤火力发电仍将在我国发电领域占主导地位，而燃煤排放的主要污染物有：SO2、O3、O、NOx、烃类、醛类和固体颗粒物等，其中SO2和NOx是最为主要的大气污染物，也是形成酸雨的主要因素。

[0003] 目前应用比较普遍的烟气脱硝方法分别是选择性非催化还原技术(SNCR)和选择性催化还原脱硝技术(SCR)。SNCR技术具有系统简单，改造简单、成本低廉的特点，但是容易受锅炉运行的影响，脱硝效率不能得到保证；SCR技术所用的氨气易腐蚀设备，产生氨逃逸，污染环境，部分SO2在SCR反应器中的催化剂作用下，被氧化形成SO3，SO3与未参与脱硝反应的氨气反应生成硫酸氢铵，硫酸氢铵具有粘性，会对催化剂和空预器造成危害。因此，传统的两项技术在设备投资、能源消耗和运行维护以及脱硝性能等方面都具有一定的局限性。

发明内容

[0004] 为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于低温等离子的烟气脱硝装置，能够有效的控制成本，降低投资，提高净化效率，并无任何二次污染。

[0005] 本发明提供了一种基于低温等离子的烟气脱硝装置，包括：

[0006] 烟道，其上依次设有导流装置和低温等离子反应器，所述烟道两端分别为烟气进口和烟气出口；

[0007] 烟囱，其与所述烟气出口相连；

[0008] 若干旋流雾化装置，其位于所述导流装置和所述烟气进口之间的烟道顶部和两侧；

[0009] 氨水储罐，其接至所述若干旋流雾化装置。

[0010] 作为本发明进一步的改进，所述氨水储罐内的氨水质量浓度在5-15％之间。

[0011] 作为本发明进一步的改进，氨水与烟气中的NOx的摩尔比为1.3。

[0012] 作为本发明进一步的改进，所述低温等离子反应器由若干圆柱状的等离子反应单元组成，每个等离子反应单元由高压内电极、催化剂和包裹着不锈钢网的石英管组成，其中，所述高压内电极位于所述石英管内，所述催化剂布置在所述高压内电极和所述石英管之间的等离子放电区域。

[0013] 作为本发明进一步的改进，若干圆柱状的等离子反应单元排列在所述烟道内部。

[0014] 作为本发明进一步的改进，所述催化剂采用蜂窝状。

[0015] 作为本发明进一步的改进，若干旋流雾化装置为5个，烟道顶部设置3个，烟道两侧各设置1个。

[0016] 作为本发明进一步的改进，所述氨水储罐与所述若干旋流雾化装置之间的管路上设置有氨水输送泵。

[0017] 本发明的有益效果为：

[0018] 1、高效性：

[0019] 将催化剂布置在等离子放电电极与石英管之间，烟气在流经催化剂的同时进行放电处理，两者同时作用将氮氧化物脱除；

[0020] 等离子体中的高活性粒子可以迅速与催化剂结合，反应向目标产物方向进行，提高了活性粒子的利用率，保证脱硝效率；

[0021] 2、经济性：

[0022] 等离子发生器装在除尘器前烟道的位置，不需要增加单独的脱硝反应器，初投资较小，系统简单，运行维护简便；

[0023] 3、适应性：

[0024] 所用氨水的流量由氨水输送泵控制，根据机组烟气量大小可调节氨水的流量并选择旋流雾化装置的开启数量，保证机组在各个负荷下的脱硝效率。附图说明

[0025] 图1为本发明实施例所述的一种基于低温等离子的烟气脱硝装置的示意图；

[0026] 图2为本发明的若干等离子反应单元排列的示意图；

[0027] 图3为本发明的等离子反应单元的示意图；

[0028] 图4为本发明的旋流雾化装置布置示意图。

[0029] 图中，

[0030] 1、烟气进口；2、氨水储罐；3、氨水输送泵；4、旋流雾化装置；5、导流装置；6、低温等离子反应器；7、烟气出口；8、烟囱；9、烟道截面；10、等离子反应单元；11、高压内电极；12、石英管；13、催化剂。

具体实施方式

[0031] 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

[0032] 如图1所示，本发明实施例的一种基于低温等离子的烟气脱硝装置，包括：

[0033] 烟道，其上依次设有导流装置5和低温等离子反应器6，烟道两端分别为烟气进口1和烟气出口7；

[0034] 烟囱8，其与烟气出口7相连；

[0035] 若干旋流雾化装置4，其位于导流装置5和烟气进口1之间的烟道顶部和两侧；

[0036] 氨水储罐2，其接至若干旋流雾化装置4。

[0037] 本发明采用等离子体联合催化剂脱硝的方法，脱硝介质是氨水，氨水储罐2氨水的质量浓度在5-15％之间，与烟气中NOx的摩尔比在1.3左右，氨水储罐2中的氨水由氨水输送泵3经若干旋流雾化装置4打入烟道中。旋流雾化装置4的设置，构造了喷雾的旋流场，通过旋流场的扰流，保证蒸发后的氨气与烟道内烟气充分混合均匀。优选的，设置多个旋流雾化装置，例如，如图4所示，共布置5个旋流雾化装置，烟道顶部设置3个，烟道两侧各设置1个。此时，由于导流装置5前部的烟道较短，设置多个影响气流的旋流雾化装置，保证内部流场的均匀性，消除因为流场的不均匀造成的温度不均匀，同时提高了整体的蒸发效率，减少氨的逃逸速度，提高整体的脱硝效率。

[0038] 其中，如图3所示，低温等离子反应器6由若干圆柱状的等离子反应单元10组成，每个等离子反应单元由高压内电极11、催化剂13和包裹着不锈钢网的石英管12组成，其中，石英管12起到绝缘介质的作用，高压内电极11位于石英管12内，催化剂13布置在高压内电极11和石英管12之间的等离子放电区域。为保证反应的效果，如图2所示，若干圆柱状的等离子反应单元10排列在烟道内部，例如，从烟道截面9来看，共排列4行，每行4个等离子反应单元11。低温等离子反应器6采用介质阻挡放电，在放电区域填充催化剂，具有很高的能量效率。

[0039] 进一步的，催化剂13采用蜂窝状，由于活性成分在其中均匀分布，即使催化剂表面有磨损，仍可保持较强的活性，保证低温下的脱硝效率。例如，催化剂13采用由二氧化钛和/或钛复合氧化物组成的蜂窝状二氧化钛粉末。

[0040] 具体使用时，烟气由烟气进口1进入，与雾状的氨水溶液结合，经过导流装置5后，进入低温等离子反应器6，在等离子体和催化剂的同时作用下，烟气中的氮氧化物和氨气发生反应，首先，在高能电子直接轰击及自由基的作用下，烟气中的NO氧化成NO2，然后烟气与氨水逆流接触，NO2被充分吸收，达到脱硝的目的。

[0041] 其中，

[0042] 烟气在等离子体作用下发生的反应为：

[0043] NO+O2→NO2

[0044] 烟气在催化剂作用下发生的反应为：

[0045] NO+NO2+NH3→N2+H2O。

[0046] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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