专利名称：脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及脱硫脱硝方法和装置，具体涉及发电厂、冶金、石油化工中的尾 气同时脱硫脱硝方法和装置。
背景技术：
发电厂、冶金、石油化工的尾气中的二氧化硫(S02)和氮氧化物(N(U是 大气污染的主要物质，二氧化硫(S02)和氮氧化物(N0X)是形成"酸雾"和"酸 雨"的主要原因之一，严重危及人体健康，对自然环境造成严重损害，脱硫、 脱硝是中国治理燃煤污染改善大气环境的最主要目标，目前国内发电厂脱硫、 脱硝的方法主要有湿法和干法两种，湿法脱硫、脱该方法的问题是耗水量大， 而且必须进行污水的深度处理，生成的大量副产品石膏应用也有限，烟气在进 入烟囱6前需要加热提高温度，该组合技术中氨选择性催化剂还原法的缺点是， 脱硝的催化剂寿命维护比较麻烦，方法中生成的胺化合物有堵塞系统的弊病等， 因此其推广应用受到影响。干法克服了湿法脱硫、脱硝的上述缺点，以脉冲电 晕等离子体脱硫、脱硝方法为例，它用一个过程能同时脱硫脱硝，且去除效率 高，能够生成的副产品硫酸铵和硝酸铵可作化肥用，没有废弃物，没有废水及 其处理设施，因为不用催化剂，所以不存在催化剂中毒，影响使用寿命的问题， 其设备结构简单，对烟气条件变化适应性强，容易控制，其设备简单，容易实 现，但目前国内脉冲电晕等离子体干法脱硫脱硝的脱除效率只能达到80%左右， 还不够理想，达不到环保部门要求零排放的要求，制约了国内干法脉冲电晕等 离子体脱硫脱硝技术的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对国内干法脉冲电晕等离子体反应脱硫脱 硝方法的的上述缺点，提供一种脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法和利用本方法脱硫脱硝的装置。 本发明的技术解决方案是
脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法
经过除尘器处理后的烟气进入到调质塔，对烟气的温度和湿度进行调节， 以满足等离子体反应器工作所需要的条件；
通过调质塔调节后的烟气进入到等离子体反应器内，烟气在等离子体反应 器的放电极和接地极之间产生强烈的等离子体电晕放电，同时向等离子体反应 器内加入添加剂氨进行脱硫脱硝，生成由硫酸铵和硝酸铵构成的混合铵盐，大 的混合铵盐颗粒沉降在等离子体反应器的灰斗内，小的硫酸铵和硝酸铵微粒的 随烟气进入到物料收集器内被收集，烟气被排出；
从物料收集器3排出的烟气在被排入大气之前还要进行吸附催化处理；
首先通过预热器对从物料收集器排出的烟气进行预热，加热后的烟气进入 吸附催化系统内进行吸附催化脱硫脱硝，净化后烟气通过烟囱排出。
利用上述方法脱硫脱硝的装置它包括调质塔、等离子体反应器、物料收 集器和供氨系统，调质塔的出气口与等离子体反应器的进气口相连通，等离子 体反应器的出气口与物料收集器的进气口相连通，供氨系统与等离子体反应器 的供氨口相连通，其特征在于它还包括预热器和吸附催化系统，吸附催化系 统由第一段吸附催化塔、第二段吸附催化塔、活性炭仓、解吸塔和克萝斯反应 器构成，预热器的进气口与物料收集器的出气口相连通，预热器的出气口与第 一段吸附催化塔的的进气口相连通，第一段吸附催化塔的出气口与第二段吸附 催化塔的进气口相连通，供氨系统与第二段吸附催化塔的供氨口相连通，第一 段吸附催化塔的饱和活性炭出口通过传动装置与解吸塔的活性炭入口相通，解 吸塔的出气口与克劳斯反应器的进气口相连通，解吸塔的活性炭出口通过传动 装置与活性炭仓相通。
本发明的技术效果是本方法中由于增加了吸附催化步骤，提高了脱净率，脱净率可达96%以上，而且无二次污染，副产品硫酸铵、硝酸铵和单质硫都有非 常好的经济利用价值，其装置结构简单，投资少，它可以使国内干法脉冲电晕 等离子体脱硫脱硝能力大为增强，从而促进国内干法脱硫脱硝技术的发展。
图l为本发明实施例装置结构示意图； 图2为本发明实施例吸附催化系统结构示意图。
具体实施例方式
如图l、图2所示，脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法 经过除尘器处理后的烟气进入到调质塔l，对烟气的温度和湿度进行调节
(烟气在调质塔1内被调节为温度58 62。C，湿度10%，)，以满足等离子体反 应所需要的条件；
通过调质塔1调节后的烟气进入到等离子体反应器2内，烟气在等离子体反 应器2的放电极和接地极之间产生强烈的等离子体电晕放电，同时向等离子体反 应器2内加入添加剂氨进行脱硫脱硝，(向等离子体反应器2内加入的添加剂氨 与烟气中的S02和NOx的当量比为l: 1)，生成由硫酸铵和硝酸铵构成的混合铵 盐，大的混合铵盐颗粒沉降在等离子体反应器2的灰斗21内，小的硫酸铵和硝酸 铵微粒的随烟气进入到物料收集器3内被收集。
烟气在等离子体反应器2内等离子体电晕放电，产生(5 3ev)高能电子， 带电离子，自由基原子和各种激发态原子、分子等活性物质(基本粒子)，如 0H自由基、0原子、H02、 03等，这些自由基对S02和N0x分子进行等离子体催化氧 化反应，在有H20水分子存在下丰成S03和N02相应的硫酸H2S04和硝酸HN03，而在添 加剂氨存在的情况下生成相应的硫酸铵(NH4) 2S04和硝酸铵NH4N03混合铵盐。
从等离子体反应器2和物料收集器3收集的硫酸铵和硝酸铵颗粒通过输送机 械被送到造粒系统8进行加工成肥料包装。
经过等离子体反应器2处理和物料收集器3收集微粒后的烟气中还残留有少量的有害烟气，这部分烟气在被排入大气之前还要进行吸附催化处理。
首先通过预热器5对从物料收集器3排出的烟气进行预热，(烟气在预热器5 内被加热到120 20(TC之间，该温度是吸附催化的最佳温度)，然后加热后的 烟气进入吸附催化系统6内进行吸附催化脱硫脱硝。
在吸附催化系统6内烟气首先进入吸附催化系统6的第一段吸附催化塔61， 在此利用足量的活性炭对S02进行物理吸附和化学吸附，S02被脱除，然后烟气进 入第二段吸附催化塔62内，在此利用适量的活性炭催化、通过喷入氨除去NOx。
在第一段吸附催化塔61的脱硫反应中烟气中的S02在活性炭、烟气中有氧和 水蒸气存在的条件下，部分S02被吸附，部分被氧化成为S03，并进一步与水反应 生成硫酸，反应过程如下
S02—S02* (物理吸附)
02—02* (物理吸附)
H20—H20* (物理吸附)
2S02+02—2S03 (化学吸附)
S03+H20—H2S03 (化学吸附)
H2S04+nH20—H2S04 nH20 (化学吸附)
注反应式中*表示吸附于活性炭表面的分子，
化学吸附催化的总反应式为S02+H20+1/202—H2S04。
在第一段吸附催化塔61内饱和后的活性炭被输送到解吸塔64进行再生，在 解吸塔64内被加热到40(TC解吸出浓縮的S02烟气，该S02烟气被送入到克劳斯反 应器65内被转化成单质硫回收利用，而在解吸塔64内再生后的活性炭又通过循 环送到活性炭仓63进入S02的吸附催化，在第二段吸附催化塔62内活性炭又充当 了催化剂。
在第二段吸附催化塔62内向烟气中加入氨，当烟气温度在120 20(TC之间 时，在活性炭的催化作用下与烟气中的N0x反应生成N2和H20,其反应过程如下4N0+4NH3+02—4N2+6H20 2N0+4NH3+02—3N2+6H20
在第二段吸附催化塔62内活性炭只起到催化作用，不用进行再生，净化后 烟气通过烟囱7排出。
利用上述方法脱硫脱硝的装置它包括调质塔l、等离子体反应器2、物料 收集器3和供氨系统4，调质塔1的出气口与等离子体反应器2的进气口相连通， 等离子体反应器2的出气口与物料收集器3的进气口相连通，供氨系统4与等离子 体反应器2的供氨口相连通，其特征在于它还包括预热器5和吸附催化系统6， 预热器5的进气口与物料收集器3的出气口相连通，预热器5的出气口与吸附催化 系统6的进气口相连通，供氨系统4与吸附催化系统6的供氨口相连通。
吸附催化系统6由第一段吸附催化塔61、第二段吸附催化塔62、活性炭仓63、 解吸塔64和克劳斯反应器65构成，预热器5的出气口与第一段吸附催化塔61的进 气口相连通，第一段吸附催化塔61的出气口与第二段吸附催化塔62的进气口相 连通，供氨系统4与第二段吸附催化塔62的供氨口相连通，第一段吸附催化塔61 的饱和活性炭出口通过传动装置与解吸塔64的活性炭入口相通，解吸塔64的出 气口与克劳斯反应器65的进气口相连通，解吸塔64的活性炭出口通过传动装置 与活性炭仓63相通。
等离子体反应器2为脉冲电晕等离子体反应器。第二段吸附催化塔62的出气 口与烟囱7相连通。第一段吸附催化塔61和第二段吸附催化塔62内分别设有活性 炭移动床。
它还包括造粒系统8，等离子体反应器2的灰斗21和物料收集器3的灰斗31分 别通过输送机械与造粒系统8相连。
8
权利要求
1、脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法，其过程为经过除尘器处理后的烟气进入到调质塔(1)，对烟气的温度和湿度进行调节，以满足等离子体反应所需要的条件；通过调质塔(1)调节后的烟气进入到等离子体反应器(2)内，烟气在等离子体反应器(2)的放电极和接地极之间产生强烈的等离子体电晕放电，同时向等离子体反应器(2)内加入添加剂氨进行脱硫脱硝，生成由硫酸铵和硝酸铵构成的混合铵盐，大的混合铵盐颗粒沉降在等离子体反应器(2)的灰斗(21)内，小的硫酸铵和硝酸铵微粒的随烟气进入到物料收集器(3)内被收集；从物料收集器(3)排出的烟气在被排入大气之前还要进行吸附催化处理；首先通过预热器(5)对从物料收集器(3)排出的烟气进行预热，然后加热后的烟气进入吸附催化系统(6)内进行吸附催化脱硫脱硝。
2、 如权利要求l所述的脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法， 其特征在于烟气在调质塔(1)内被调节为温度58 62。C，湿度109L
3、 如权利要求l所述的脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法， 其特征在于向等离子体反应器(2)内加入的添加剂氨与烟气中的S02和NOx的 当量比为l: 1。
4、 如权利要求l所述的脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法， 其特征在于烟气在预热器(5)内被加热到120 20CTC之间，该温度是吸附催 化的最佳温度。
5、 如权利要求l所述的脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法， 其特征在于在吸附催化系统(6)内烟气首先进入吸附催化系统(6)的第一 段吸附催化塔(61)，在此利用足量的活性炭对S02进行物理吸附和化学吸附， S02被脱除，然后烟气进入第二段吸附催化塔(62)内，在此利用适量的活性炭 催化、通过喷入氨除去NOx，净化后烟气通过烟囱(7)排出。
6、 如权利要求5所述的脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法， 其特征在于在第一段吸附催化塔(61)内饱和后的活性炭被输送到解吸塔(64)进行再生，在解吸塔(64)内被加热到40(TC解吸出浓縮的S02烟气，该S02烟气 被送入到克劳斯反应器(65)内被转化成单质硫回收利用，而在解吸塔64内再 生后的活性炭又通过循环送到活性炭仓(63)进入S02的吸附催化，在第二段吸 附催化塔(62)内活性炭又充当了催化剂。
7、 如权利要求5所述的脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法， 其特征在于在第二段吸附催化塔(62)内烟气温度在120 200。C之间。
8、 使用权利要求l所述方法的脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝 装置它包括调质塔(1)、等离子体反应器(2)、物料收集器(3)和供氨系 统(4)，调质塔(1)的出气口与等离子体反应器(2)的进气口相连通，等离 子体反应器(2)的出气口与物料收集器(3)的进气口相连通，供氨系统(4) 与等离子体反应器(2)的供氨口相连通，其特征在于它还包括预热器(5) 和吸附催化系统(6)，预热器(5)的进气口与物料收集器(3)的出气口相连 通，预热器(5)的出气口与吸附催化系统(6)的进气口相连通，供氨系统(4) 与吸附催化系统(6)的供氨口相连通。
9、 如权利要求8所述的脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝装置， 其特征在于吸附催化系统(6)由第一段吸附催化塔(61)、第二段吸附催化 塔(62)、活性炭仓(63)、解吸塔(64)和克劳斯反应器(65)构成，预热 器(5)的出气口与第一段吸附催化塔(61)的进气口相连通，第一段吸附催化 塔(61)的出气口与第二段吸附催化塔(62)的进气口相连通，供氨系统(4) 与第二段吸附催化塔(62)的供氨口相连通，第一段吸附催化塔(61)的饱和 活性炭出口通过传动装置与解吸塔(64)的活性炭入口相通，解吸塔(64)的 出气口与克劳斯反应器(65)的进气口相连通，解吸塔(64)的活性炭出口通 过传动装置与活性炭仓(63)相通。
10、 如权利要求8所述的脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝装置， 其特征在于它还包括造粒系统(8)，等离子体反应器(2)的灰斗(21)和 物料收集器(3)的灰斗(31)分别通过输送机械与造粒系统(8)相连。
全文摘要
脉冲电晕等离子体反应及吸附催化脱硫脱硝方法，烟气进入到调质塔(1)，调节后的烟气进入到等离子体反应器(2)内，同时加入添加剂氨进行脱硫脱硝，烟气再进入到物料收集器(3)内被收集，对从物料收集器(3)排出的烟气进行预热，然后烟气进入吸附催化系统(6)内进行吸附催化脱硫脱硝。利用上述方法的装置，它包括调质塔(1)、等离子体反应器(2)、物料收集器(3)和供氨系统(4)，它还包括预热器(5)和吸附催化系统(6)，预热器(5)与物料收集器(3)的出气口和吸附催化系统(6)的进气口相连通。本方法提高了脱净率，而且无二次污染，其装置结构简单，投资少，它可以使国内干法脉冲电晕等离子体脱硫脱硝能力大为增强。
文档编号B01D53/60GK101422692SQ200810209538
公开日2009年5月6日 申请日期2008年11月24日 优先权日2008年11月24日
发明者太 吕, 袁宝君, 袁宝春 申请人:袁宝春