(一)技术领域本发明涉及一种燃料燃烧后的废气处理方法，特别涉及一种从气流中去除氮氧化物的装置及处理废气中氮氧化物的方法，属于大气污染控制和环境保护技术领域。(二)
背景技术：
人类活动产生的氮氧化物(NOx)主要包括NO和NO2，其中由燃料燃烧产生的占90％以上，其次是硝酸生产、化工制药、金属表面和半导体处理等工业过程。NOx对人有致毒作用，大量的氮氧化物排放还是引起大气光化学雾和酸雨的主要原因之一。中国环境状况公报统计数据表明我国城市酸雨中氮氧化物的贡献在不断增加，一些地方的酸雨污染性质已开始由硫酸型向硝酸根离子不断增加的复合型转化(国家环保部：2010年中国环境状况公报)。近年来，国家新制定了一些法律、法规，对氮氧化物特别是火电等燃烧过程排放的氮氧化物作出了更加严格的控制和减排规定。一般地，火力发电厂等以化石燃料燃烧产生的烟气中的氮氧化物浓度约为几百到几千mg/m3，其中90％以上是一氧化氮。目前选择性催化转化法(SCR)是治理烟气NOx的主要手段之一，但催化剂对运行条件要求严格，需要氨作为还原剂，气流中含有硫化物、氯化物和粉尘等对催化剂的寿命影响很大，特别是对以煤为燃料的火电厂的运行费用很高；湿法是采用各种液体对NOx进行吸收，是低温排放源处理的主要方法，主要有氧化吸收法和还原吸收法两种，其中氧化法是采用过氧化氢、次氯酸钠和高锰酸钾等作为氧化吸收剂进行吸收处理；还原法是采用亚硫酸钠、硫化钠和尿素等作为还原剂进行吸收处理。但对含一氧化氮较多的氮氧化物，由于一氧化氮在溶液中的溶解度很小，吸收效率较低，且药剂较贵，运行使用费用高。因此，研究开发提高新型烟气氮氧化物的净化技术，是该技术工业应用中急需解决的问题。由脉冲电晕放电或无声放电(又称介质阻挡放电)等气体放电产生的非平衡等离子体技术应用于废气治理，其基本原理是利用电晕放电产生大量高能电子、原子和自由基。这些高能电子、原子和自由基与有害分子反应并使其氧化或离解，最终转化为无害物。(三)
技术实现要素：
本发明目的是提供一种从气流中去除氮氧化物的反应装置及处理工艺，使气流中含有的氮氧化物被气体放电氧化，然后被加入的固体吸收剂吸收，气固分离后，达到气体净化的目的。本发明采用的技术方案是：本发明提供一种氮氧化物去除装置，所述装置由筒体和气体放电电极组成，所述筒体的上部分为直筒体，下部分为倒锥体，所述筒体的上部分直筒体内部设置有气体放电电极，所述气体放电电极与高压电源连接，筒体接地或接电源零线；所述的直筒体上部设置有与气体管道连接的气体进口、所述的气体进口与固体吸收剂的进口相接，所述筒体的上部分直筒体的下部设有净化后气体出口，所述直筒体内部放电电极下端以下设置有集气罩，所述集气罩通过管路与净化后气体出口连通，所述筒体倒锥体的底端设置有反应后固体吸收剂出口。进一步，所述集气罩开口朝下，集气罩顶部距离放电电极下端一般50mm及以上，罩口大小设计时一般应使罩口气体流速小于2.0m/s，以便气流不影响筒体内反应后气体和固体吸收剂分离。进一步，所述的筒体直径150mm，筒体高1300mm，其中上部分直筒体高800mm，倒锥体高500mm。进一步，所述气体放电电极包含单根或多根电极，所述多根电极为直线型电极线或环型电极线。本发明还提供一种利用所述氮氧化物去除装置去除气流中氮氧化物的方法，所述方法为：将气体放电电极与高压电源连通，再将含氮氧化物的气体从气体进口输入，并将固体吸收剂通过计量进量器加入固体吸收剂的进口，气体在筒体内停留时间为3-30s，从净化后气体出口收集处理后的气体，从固体吸收剂排出口收集固体吸收剂；所述固体吸收剂与被吸收的氮氧化物的化学计量比(摩尔比)为10-30：1。进一步，所述固体吸收剂为氢氧化钙、氢氧化镁、氧化钙、氧化锌和碳酸钙中的一种或多种混合。进一步，所述固体吸收剂粒径为20μm-1000μm，优选20-400μm。进一步，所述含氮氧化物的气体一氧化氮浓度400-800mg/m3，氧气浓度6-12％(体积，下同)，水分浓度8-10％(体积，下同)，其余为氮气，优选为一氧化氮浓度550mg/m3，氧气浓度8％(体积，下同)，水分浓度10％(体积，下同)，其余为氮气。进一步，向所述含氮氧化物的气体中添加浓度0.5％-10％氩气(体积，下同)。所述的高压电源的供电方式包括脉冲供电和交流供电，其中脉冲供电的电压为±2kV～±200kV(优选40kV)，脉冲重复频率为2Hz-2kHz(优选50-500Hz)，交流供电的电压为2kV-200kV(优选40kV)，频率为10Hz-10kHz(优选50-500Hz)。进一步，所述含氮氧化物的气体温度为20～160℃。本发明所述的一种氮氧化物去除装置的筒体结构的上部分为直筒体，下部分为倒锥体，所述筒体一般为圆筒形，也可以是长方体或正方体，效果大体相当，所述直筒体部分的主要功能是提供气相和气固相反应，倒锥体部分主要功能为收尘和除尘。本发明所述的放电电极通常为圆型或芒刺型，放电电极的供电方式包括脉冲和交流，其中脉冲供电的电压一般为±2V-±200kV，正电压和负电压效果一样，脉冲重复频率为一般2Hz-2kHz，交流供电的电压一般为2V-200kV，频率为一般10Hz-10kHz。不同供电形式的处理效果大体相当，且与输入的能量成正比，单位处理气量能耗约2-200W·h/m3，具体与去除率和气体性质等操作参数有关。接地极或零线一般为筒体，脉冲供电时筒体接地，交流供电时筒体接零线。电极材料一般为不锈钢、钛、钨或合金等导电材料，筒体材料一般为不锈钢，放电电极与接地电极(或零线)之间的距离一般为10—300mm。反应器内可布置单根或多根电极，具体依据筒体大小设定，一般筒体直径小于100mm时，可采用单根放电电极线沿轴心垂直设置，筒体直径大于100mm时，可采用多根直线型电极线或环型电极线，在筒体内垂直或水平放置或各种组合，效果相当，两相邻放电电极线的距离可依据筒体结构大小等操作参数设计，无特殊要求。本发明所述的装置从气流中去除氮氧化物的处理工艺如下：先把固体吸收剂颗粒加入含有氮氧化物气体的气流中，固体吸收剂颗粒加的形式，可采用固体吸收剂颗粒计量进量器加入，也可采用气流输送等形式，然后把所述的气流导入所述装置筒体的上部，在所述的气体放电电极上连通高压电源后产生电晕放电，使气流中含有的一氧化氮气体在装置内被氧化为二氧化氮，然后被气流中的固体吸收剂颗粒吸收，反应后的固体吸收剂颗粒在重力、气流夹带和静电力等作用下同时向筒壁和往下移动，最后通过设置在筒体下部分锥形体底部的固体吸收剂出口排出，净化后的气流通过设置在筒体上部分直筒体下部的净化后气体出口排出。所述的净化后气体出口由集气罩和连接管组成，集气罩开口朝下，集气罩顶部应在放电电极下端以下，一般距离为50mm以上，罩口大小设计时一般应使罩口流速小于2.0m/s，以便气流不影响筒体内反应后气体和固体吸收剂颗粒得分离。本发明所述的固体吸收剂颗粒可以是氢氧化钙、氢氧化镁、氧化钙、氧化锌和碳酸钙等碱性吸收剂的一种或其混合物，其中以氢氧化钙和氢氧化镁为佳，吸收效果大体相当，其次为氧化钙和氧化锌。固体吸收剂与被吸收的氮氧化物的化学计量比(摩尔)一般为0.5：100，吸收剂颗粒为粉末状，粒径一般大于5μm，太细不利气固分离，优选50μm-1000μm，气体停留时间一般为0.5s以上，优选3-30s，停留时间长去除率高。由于气固吸收反应后的产物在高温时易分解，因此反应时气体温度一般在200℃以下，优选20℃-100℃，如气体温度在200℃以上时，可预先冷却到200以下℃。当在气流中加入高浓度的固体吸收剂颗粒时，一般在30g/m3以上时，将对气体放电会产生一定的影响，此时可在气流中加入氩气等有利气体放电的惰性气体，可以起到增强放电效果和降低放电电压的效果，并与加入量成正比，所述的加入的氩气等惰性气体的浓度(体积，下同)一般为0.01％以上。本发明的优点是：本发明把气体放电等离子体化学反应、气－固吸收和气固分离过程相结合，使一氧化氮在气体放电作用下氧化为二氧化氮，产物二氧化氮又被气流中的固体吸收剂吸收，气固分离，使氮氧化物从气流中得到去除，运行操作方便。(四)附图说明图1是本发明所述的一种氮氧化物去除装置结构示意图(筒体以圆筒为例)，包括：1气体进口，2固体吸收剂进口，3中心电极线，4筒体，5放电电极圆环，6净化后气体出口，7集气罩，8固体吸收剂出口。图2是本发明所述的一种氮氧化物去除装置结构示意图(图1)中的中心电极线与放电电极圆环的一种连接形式，放电圆环电极与电极中心线通过4根向心电极线连接固定。(五)具体实施方式实施例1实验装置结构如图1所示。本发明所述氮氧化物去除装置由筒体4、气体放电电极组成，所述筒体的上部分为圆筒体，下部分为倒圆锥体，所述直筒体内部设置有气体放电电极，所述气体放电电极由中心电极线3和放电电极圆环5组成，所述放电电极圆环水平环绕中心电极线，由4根向心电极线连接固定，所述气体放电电极与高压电源连接，筒体接地或接电源零线(交流电时)；所述的直筒体上部设置有与气体管道连接的气体进口1、所述的气体进口还与固体吸收剂的进口2相接，固体吸收剂颗粒采用计量进量器加入，所述的直筒体的下部设有净化后气体出口6，所述的直筒体内部气体放电电极下端设置有集气罩7，所述的集气罩顶部距离放电电极最下端50mm，所述的集气罩通过管路与净化后气体出口连通，所述筒体下部分倒锥体的底端设置有反应后固体吸收剂出口8。结构参数：气体进口和固体吸收剂加入口直径均为Φ25mm，筒体直径Φ150mm，整个筒体高1300mm，其中上部分直筒体高800mm，下部分倒锥体高500mm，净化气体出口直径Φ25mm(集气罩口直径Φ70mm)，集气罩顶部距离放电电极最下端50m，固体吸收剂排出口直径Φ40mm。中心电极线为直径5mm的不锈钢圆棒，放电电极圆环为直径3mm的不锈钢圆棒沿中心电极线绕成直径Φ50mm的圆环，圆环与中心电极线采用4根直径3mm的向心圆棒连接，两相邻圆环间距约50mm，共10根，沿轴相均匀布置，筒体接地，筒体和电极材料均为不锈钢。处理工艺：把待处理的含氮氧化物的气流通过气体进口1导入反应器，同时通过固体吸收剂进口2加入固体吸收剂，含气固混合物的气流导入筒体4上部，同时向中心电极线3施加高电压，在筒体内放电电极圆环5与筒体间产生气体放电电晕，形成等离子体化学反应区，在反应区内，气流中的一氧化氮(NO)被氧化为二氧化氮，然后与气流中的固体吸收剂颗粒发生反应而被吸收，净化后的气流通过净化后气体出口6排出，反应后的固体吸收剂沿筒体的下部分锥体内壁移动到固体吸收剂排出口8排出，从而达到气体净化的目的。实验条件为：气体流量：6m3/h，气体在装置内停留时间约为8s，气体进口一氧化氮浓度约550mg/m3，氧气8％(体积，下同)，水分10％(体积，下同)，其余氮气。吸收剂：固体氢氧化钙颗粒，粒径约20-200μm，加入量与一氧化氮的化学计量比(摩尔比，下同)为20：1。电源参数：脉冲电压40kV、脉冲频率100Hz，输入能量约20-30W·h/m3。当气流温度分别为20℃、60℃、100℃、120和160℃时，气体出口NO浓度分别为62mg/m3、71mg/m3、95mg/m3、170mg/m3和380mg/m3。如在气流中添加0.5％氩气(体积，下同)后，在达到同样的除去效果的情况下，脉冲电压可以降低到37kV左右，添加5％氩气后，在达到同样的除去效果的情况下，脉冲电压可以降低到35kV左右。实施例2实验装置同实施例1。实验条件为：气体流量：12m3/h，气体在装置内停留时间约为4s，气体进口一氧化氮浓度约460mg/m3，氧气12％，水分8％，其余氮气，气流温度：85℃。吸收剂：氧化钙颗粒，粒径约200－400μm，与一氧化氮的化学计量比为30：1。电源参数：交流电，电压40kV、频率500Hz。输入能量约30-40W·h/m3。实验结果气体出口NO浓度约为85mg/m3。如在气流中添加1％氩气后，在达到同样的除去效果的情况下，电压可以降低到37kV左右。实施例3实验装置结构如图1所示。不同的是放电电极采用一根中心电极线，无放电圆环电极及相关连接线。结构参数：气体进口和固体吸收剂进口直径均为Φ25mm，筒体直径80mm，上部分直筒体高900mm，下部分倒锥体高400mm，净化气体出口直径Φ25mm(集气罩罩口直径Φ40mm)，集气罩顶部距离放电电极最下端50m，固体吸收剂排出口直径Φ32mm。中心电极线为直径3mm的不锈钢圆棒，有效放电长度约750mm，筒体接地，筒体和电极材料均为不锈钢。实验条件为：气体流量：1m3/h，气体在装置内停留时间约为16s，气体进口一氧化氮浓度约800mg/m3，氧气6％，水分10％，其余氮气，气流温度分别为70℃吸收剂：固体氢氧化钙颗粒，粒径约20-200μm，加入量与一氧化氮的化学计量比(摩尔)为10：1。电源参数：脉冲电压40kV、脉冲频率50Hz，输入能量约15-25W·h/m3。其他同实施例1。实验结果气体出口NO浓度约为65mg/m3。如在气流中添加10％氩气后，在达到同样的除去效果的情况下，电压可以降低到35kV左右。应该说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，本发明的保护范围不限于此。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行任何等同替换、修改、变化和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。