本发明涉及烟气脱硫脱硝领域，尤其涉及一种等离子体烟气脱硫脱硝的装置。
背景技术：
我国是燃煤大国，一次能源组成中燃煤占75％，煤在燃烧过程中产生的烟气中含有众多污染物，其中主要有二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)。SO2及NOx以及由它们形成的酸雨、硫酸盐气溶胶、光化学烟雾等，上述污染物会严重威胁人体健康，危害植物生长，腐蚀金属，破坏生态环境。因此，我国制定了较为严格的二氧化硫及氮氧化物排放标准，在排放浓度控制的基础上又进行了总量控制。我国现行的《火电厂大气污染物排放标准-2011》对火电厂烟气中的SO2和NOx的排放质量浓度最高限制分别为50mg/m3和100mg/m3。最近有关专家提出的深度排放要求更是将SO2和NOx的排放浓度进一步降低为30mg/m3和50mg/m3，面对日趋严格的排放标，现有的脱硫脱硝工艺需要进一步改造升级，成本较高。
烟气脱硫技术主要是湿法脱硫，这种技术运行稳定，脱硫效率高，但是石灰石量比较大，随着经济的发展，污染源附近的原料势必供应不足，需要到更远的地方去获取，这无疑增大了运行成本；再者，该方法的运行产物——石膏产量较大，石膏中含有汞等危险物质，这势必形成潜在的环境风险，虽然我国对石膏的二次利用没有限制，但欧美发达国家已经将脱硫石膏定位为危险废弃物来处理，这又进一步增加了湿法脱硫的运行成本。此外，面对日趋严格的排放标准，湿法脱硫很难满足超净排放标准，因此，发展新型的脱硫技术是非常有必要的。
现有的主流烟气脱硝工艺是选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)和非选择性催化还原(SelectiveNon-CatalyticReduction，SNCR)技术，该类方法主要以NH3为还原物质，存在运输困难、投资及运行费运高、催化剂易失活且价格昂贵，钝化后的催化容易造成二次污染、操作温度范围窄、工艺复杂等缺陷，此外，该方法也很难一次性达到现有的排放标准，需要结合深度处理装置才能满足超净排放标准，改造成本高，实施难度大。
等离子体技术可用于脱硫脱硝，其电晕极在高压脉冲电的作用下会产生大量的高能电子、离子和激发态离子，这些活性粒子与氧气和水碰撞，生成大量的·OH、·OH2及·O等自由基，这些自由基将二氧化硫和氮氧化物氧化成高价态，再用碱液吸收可以实现二氧化硫和NOx的同步去除，投资少，占地面积小，成本低的等离子体脱硫脱硝装置。
CN105056732A公布了一种等离子体烟气深度净化装置，其通过设置双塔分步完成SO2和NOx的去除，前吸收塔完成脱硫，后塔完成脱硝脱汞，该装置将烟气中的NO全部氧化成NO2再进行吸收。该装置的缺点为：这种吸收方式在NO2溶解过程中会有1/3的NO溢出来，脱硝不彻底。当烟气中NO浓度和NO2浓度达到1：1时，吸收更加彻底，且不会有NO溢出来。
3NO2+H2O→2HNO3+NO 1-1
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O 1-2
NO2+NO+H2O→2HNO2 1-3
技术实现要素：
本发明的实施例提供了一种等离子体烟气脱硫脱硝的装置，以实现对烟气进行有效地脱硫脱硝。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种等离子体深度脱硫脱硝的装置，包括：
前吸收塔(1)、等离子体发生器(2)、后吸收塔(3)和风机(4)；所述前吸收塔(1)、等离子体发生器(2)、后吸收塔(3)和风机(4)依次串联，烟气依次经过上述装置。
进一步地，所述前吸收塔(1)包括：除雾器(12)、喷淋装置(13)、填料层(14)、吸收液储存池(15)和循环泵(11)，所述循环泵(11)将吸收液从所述吸收液储存池(15)传输到所述喷淋装置(13)，经过所述喷淋装置(13)喷淋的吸收液依靠重力通过所述填料层(14)再回到所述吸收液储存池(15)，烟气在所述前吸收塔(1)内依次穿过所述填料层(14)、所述喷淋装置(13)和所述除雾器(12)，所述填料层(14)使吸收液和烟气充分接触，所述除雾器(12)去除烟气中大量的水汽，所述前吸收塔(1)完成SO2和可溶性酸性污染物的吸收。
进一步地，在所述前吸收塔(1)与所述等离子体发生器(2)之间的管道上接有分流装置(6)，所述分流装置(6)将经过所述前吸收塔(1)处理后的烟气分成两部分：一部分烟气进入所述等离子体发生器(2)，被氧化成NO2，另一部分烟气沿管道绕过所述等离子体发生器(2)后与氧化成的NO2在管道混合反应。
进一步地，混合反应后的烟气进入所述后吸收塔(3)，在所述后吸收塔内完成NO和NO2的吸收。
进一步地，所述后吸收塔(3)的构造和所述前吸收塔(1)相同。
进一步地，所述填料层(14)为陶瓷填料。
进一步地，所述等离子体发生器(2)采用多级模块化组合，按照烟气的处理气量和要求调整等离子发生器的级数和模块的个数，所述高压脉冲电源(5)设置电压和功率调节系统，依据处理要求调节所述等离子体发生器(2)的输入脉冲电压和功率。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的等离子体深度脱硫脱硝的装置通过设置分流装置使经过等离子体发生器的气量减半，减少了等离子体发生器的体积，降低了投资和运行成本。通过分流装置可以节约等离子脱硝的电能，同时在一部分烟气被氧化的条件下，使进入后吸收塔的烟气中NO浓度和NO2浓度接近1：1，避免了传统方法中NO2溶于水时有1/3的NO溢出来，节约了能量，脱硝效率高，投资和运行成本低，脱硝更加彻底。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种等离子体烟气深度脱硫脱硝装置的结构图；其中1前吸收塔、2等离子体发生器、3后吸收塔、4风机、5高压脉冲电源、6分流装置、11循环泵a、12除雾器a、13喷淋装置a、14填料层a、15吸收液贮存池a、31循环泵b、32除雾器b、33喷淋装置b、34填料层b、34吸收液贮存池b。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种等离子体深度脱硫脱硝装置，该装置的结构图如图1所示，其中1前吸收塔、2等离子体发生器、3后吸收塔、4风机、5高压脉冲电源、6分流装置、11循环泵a、12除雾器a、13喷淋装置a、14填料层a、15吸收液贮存池a、31循环泵b、32除雾器b、33喷淋装置b、34填料层b、34吸收液贮存池b。
上述装置包括前吸收塔、等离子体发生器、后吸收塔和风机；所述前吸收塔、等离子体发生器、后吸收塔和风机依次串联，烟气依次经过上述前吸收塔、等离子体发生器、后吸收塔和风机。
所述的前吸收塔包括除雾器、喷淋装置、填料层、吸收液储存池和循环泵。
所述循环泵将吸收液从所述吸收液储存池传输到所述喷淋装置，经过所述喷淋装置喷淋的吸收液依靠重力通过所述填料层再回到所述吸收液储存池，烟气在所述前吸收塔内依次穿过所述填料层、所述喷淋装置和所述除雾器，
所述烟气为除尘后的烟气。
所述填料层的作用是让烟气与吸收液充分接触，优先地，所述填料层填料选用陶瓷填料。
所述烟除雾器的作用是除去烟气中大量的水汽来满足以离子体发生器的工况，同时避免吸收液进入管道而引起管道腐蚀。
所述前吸收塔主要是完成对SO2和部分可溶性酸性污染物的吸收。
优先地，所述前吸收塔吸收液为碱液。
所述前吸收塔与所述等离子体发生器之间的管道上接有分流装置，所述分流装置将经过所述前吸收塔处理后的烟气分成两部分：一部分烟气进入所述等离子体发生器，这部分气体中NO主要被氧化成NO2，另一部分烟气沿管道绕过所述等离子体发生器。这两部分烟气在等离子体后的管道上充分混合反应，混合后的烟气进入所述后吸收塔，在后吸收塔内完成高效彻底地吸收。
优先地，经过等离子体的烟气占总烟气体积的1/2～2/3，让混合时烟气中NO2和NO浓度比值在1～1.2。
混合后的烟气在后吸收塔内发生如下反应：
NO2+NO+NaOH→2NaNO2
所述后吸收塔的构造和所述前吸收塔相同。
优先地，所述后吸收塔吸收液为碱液。
所述等离子体发生器采用多级模块组合，可按照处理烟气的气量和处理要求调整等离子发生器的级数和模块的个数。
所述高压脉冲电源设置电压和功率调节系统，依据处理要求调节所述等离子体发生器的脉冲电压和功率。
优先地，所述电压在2kv～20kv之间调节。
在实际应用中，前吸收塔的外形尺寸：Φ1m×2.5m，材料为玻璃钢，空塔风速≦1.5m/s,配套的循环泵功率为1.5kW；流量：3m3/h；扬程：12.5m，前吸收塔的吸收为0.1M的NaOH溶液，填料为陶瓷填料。
等离子体发生器采用双弧面低温等离子体装置，其尺寸为：600L×600W×500H(mm)，材料为不锈钢，放电方式为介质阻挡放电，放电盘为单级，功率在0.5kw～1.5kw可调。
后吸收塔的外形尺寸：Φ1m×2.5m，材料为玻璃钢，空塔风速≦1.5m/s,配套的循环泵功率为1.5kW；流量：3m3/h；扬程：12.5m，前吸收塔的吸收为0.05M的NaOH溶液，填料为陶瓷填料。
风机风压为2000Pa，功率为3KW，最大风量为3000m3/h，通过变频可使风量在0～3000m3/h可调。
实验结果如下：
综上所述，本发明实施例提供的等离子体深度脱硫脱硝的装置通过设置分流装置使经过等离子体发生器的气量减半，减少了等离子体发生器的体积，降低了投资和运行成本。通过分流装置可以节约等离子脱硝的电能，同时在一部分烟气被氧化的条件下，使进入后吸收塔的烟气中NO浓度和NO2浓度接近1：1，避免了传统方法中NO2溶于水时有1/3的NO溢出来，节约了能量，脱硝效率高，投资和运行成本低，脱硝更加彻底。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。