藕合氧化NO协同脱除复合污染物装置及脱除方法与流程

本发明涉及烟气处理设备技术领域，尤其涉及一种藕合氧化no协同脱除复合污染物装置及脱除方法。

背景技术：

火电、冶金、生物质焚烧过后会产生烟气，这种烟气中会含有大量的酸性气体sox和nox，若不处理直接排出，则会造成空气污染，危害环境。

现有市场中的设备大多通过电除尘器产生同种电场以对烟气进行除尘，并将经除尘后的烟气直接排入脱硫组件内脱除含硫氧化物，最后排出。在此过程中，并未对烟气中含有的低价态氮氧化物进行，因而排入大气中的烟气中依然含有污染大气环境的低价氮氧化物。

技术实现要素：

为了解决相关技术中烟气中低价态的氮氧化物被直接排入大气环境从而污染大气的技术问题，本发明实施例提供了一种藕合氧化no协同脱除复合污染物装置及脱除方法，其目的在于将烟气中的低价态的氮氧化物氧化成高价态的氮氧化物，以便于将其通过协同从烟气中脱除。

第一方面，本发明提供了一种藕合氧化no协同脱除复合污染物装置，包括用于初步脱硝的废气发生器、用于除尘的电除尘器和脱硫组件，其中：还包括用于氧化no的等离子反应器，电除尘器包括电除尘器本体、高效电源、第一等离子电源和第一放电部，第一放电部设置于电除尘器本体内，高效电源和第一等离子电源设置于电除尘器本体上且分别与第一放电部相连，废气发生器与电除尘器本体的第一输入端相连，等离子反应器与电除尘器本体的第一输出端相连，脱硫组件与等离子反应器相连。

通过电除尘器采用高效电源先形成强电场，从而对粉尘颗粒荷电以高效除尘，再通过第一等离子电源对除尘后的烟气进行流光放电以电离出具有强氧化性的自由基，以将烟气中的低价态的氮氧化物氧化成高价态的氮氧化物，以及汞氧化成汞离子；再通过对等离子反应器的设置，确保烟气中的低价态氮氧化物被充分氧化，最后与脱硫组件协同将烟气中的高价态氮氧化物、汞离子以及含硫氧化物去除，从而实现净化烟气的目的，避免烟气中低价态的氮氧化物污染大气；此外，通过对废气发生器的设置，可以对烟气进行初步脱硝，即通过废气发生器将烟气中低价态的氮氧化物还原成氮气，以降低废气发生器出口初始氮氧化物的浓度。

可选的，第一放电部包括第一放电极和第二放电极，第一放电极与第二放电极沿第一输入端至第一输出端依次设置于电除尘器本体内，高效电源与第一放电极相连，第一等离子电源与第二放电极相连。

通过对第一放电极的设置，便于高效电源向第一放电极供电，以在第一放电极形成强电场，从而使得烟气中的粉尘颗粒荷电，便于将其脱除；通过对第二放电极的设置，便于第一等离子电源向第二放电极供电，以使第二放电极周围产生流光放电，从而将烟气分子电离出大量具有强氧化性的自由基，自由基与烟气中低价态的氮氧化物和汞反应以将其氧化成高价态氮氧化物和汞离子，从而便于与脱硫组件协同将其脱除。

可选的，第一放电极和第二放电极沿第一输入端至第一输出端依次设置。

通过将第一放电极临近第一输入端设置，以便于烟气进入电除尘器内后依次经过第一放电极形成的强电场和第二放电极形成的电场，以先去除烟气中的粉尘颗粒，防止对烟气中低价态氮氧化物氧化时，由于粉尘颗粒的磨损、干扰造成氧化不充分。

可选的，高效电源为高频电源；或者，高效电源为脉冲电源；或者，高效电源为三相电源。

通过对高效电源的选用，便于在电除尘器第一输入端附近形成稳定的强电场，以充分使粉尘荷电，从而便于将粉尘脱除，提高除尘效率。

可选的，等离子反应器包括反应器本体、第二等离子电源和第二放电部，反应器本体的第二输入端与电除尘器本体的第一输出端相连，反应器本体的第二输出端与脱硫组件相连，第二放电部设置于反应器本体内，第二等离子电源与第二放电部相连。

通过第二等离子电源向第二放电部供电，以使第二供电部周围电离出大量具有活性的自由基物质，自由基物质将低价态的氮氧化物氧化成高价态的氮氧化物，即将no氧化成no2、n2o3、n2o4、n2o5等，并将含有高价态氮氧化物的烟气输入至脱硫组件并协同脱除。

可选的，脱硫组件包括脱硫本体、用于吸收经电除尘器和等离子反应器氧化后的高价态氮氧化物的碱液循环喷淋器和用于捕集气溶胶等颗粒物的高效除雾器，脱硫本体上设有第三输入端和第三输出端，第三输入端与等离子反应器相连，碱液循环喷淋器和高效除雾器均设置于脱硫本体内部，且第三输出端、高效除雾器、碱液循环喷淋器和第三输入端沿脱硫本体由上往下依次设置。

由于烟气进入脱硫本体内会向上扩散，因此将第三输入端、碱液循环喷淋器、高效除雾器和第三输出端由下往上依次设置，以便于将输入至脱硫本体内的烟气进行充分喷淋，以脱除烟气内的高价态氮氧化物和汞离子，再将因喷淋产生的分散并悬浮在烟气中的粉尘小颗粒或液滴小质点等气溶胶颗粒通过高效除雾器脱除。

可选的，废气发生器与第一输入端之间通过原烟气降温换热器相连，脱硫组件的第三输出端与净烟气升温换热器相连，原烟气降温换热器与净烟气升温换热器之间连有循环泵。

通过原烟气降温换热器将经初步脱硝后的烟气降温至凝露点附近，以使烟气内含有的硫酸蒸汽凝结并被吸附在粉尘表面，随烟气输入电除尘器后被高效去除；将经脱硫组件处理后的烟气通过净烟气升温换热器以对气体加热，从而加快烟气的扩散，便于将烟气排出。

第二方面，本发明提供了一种藕合氧化no协同脱除复合污染物的脱除方法，其特征在于，应用于如上述藕合氧化no协同脱除复合污染物装置中，脱除方法包括：废气发生器将烟气中的低价态氮氧化物还原成氮气；电除尘器通过高效电源配合第一放电部去除烟气中的粉尘颗粒物，再通过第一等离子电源配合第一放电部将烟气中的低价态氮氧化物氧化成高价态氮氧化物，并将汞氧化成汞离子；等离子反应器将经电除尘器氧化后的烟气中的低价态氮氧化物氧化成高价态氮氧化物；脱硫组件协同去除烟气中的高价态氮氧化物、汞离子以及二氧化硫，并去除烟气中的细微粉尘颗粒。

通过废气发生器对烟气进行初步脱硝，再通过电除尘器对烟气进行除尘并将低价态氮氧化物和汞氧化，再通过等离子反应器对烟气进一步氧化，以便于将烟气中的低价态氮氧化物充分氧化高价态氮氧化物，最后通过与脱硫组件协同将高价态氮氧化物和汞离子以及烟气中的含硫氧化物脱除，从而使得烟气达到排放标准，便于排放且不污染大气。

可选的，等离子反应器包括反应器本体、第二等离子电源和第二放电部，等离子反应器将经电除尘器氧化后的烟气中的低价态氮氧化物氧化成高价态氮氧化物包括：第二等离子电源向第二放电部供电，使第二放电部表面产生具有活性的自由基，自由基将输入至反应器本体内的烟气中的低价态氮氧化物氧化成高价态氮氧化物。

通过第二等离子电源向第二放电部供电，以将烟气分子电离出自由基，从而将烟气中低价态的氮氧化物氧化，以使得烟气中的低价态氮氧化物被充分氧化，以防止烟气中残留低价态氮氧化物被随处理后的烟气一并排入大气，从而污染空气。

可选的，脱硫组件包括脱硫本体、碱液循环喷淋器和高效除雾器，脱硫组件去除烟气中的高价态氮氧化物、汞离子以及二氧化硫，并去除烟气中的细微粉尘颗粒包括：碱液循环喷淋器对进入脱硫本体内的烟气进行喷淋药液以将烟气中的高价态氮氧化物、汞离子以及二氧化硫脱除，高效除雾器将经碱液循环喷淋器喷淋后形成的胶体分散体系从烟气中脱除。

先通过碱液循环喷淋器对进入脱硫本体的烟气进行喷淋，以将其内的高价态氮氧化物、汞离子和二氧化硫去除，由于烟气经喷淋后，粉尘小颗粒或液滴小质点容易分散并悬浮在烟气中形成气溶胶等颗粒物，因此再通过高效除雾器将气溶胶等颗粒物去除。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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为本发明提供的一种藕合氧化no协同脱除复合污染物装置的结构示意图；

图2为本发明提供的藕合氧化no协同脱除复合污染物的脱除方法的流程图。

图中：100、废气发生器；110、sncr脱硝组件；120、scr脱硝组件；200、原烟气降温换热器；300、电除尘器；310、电除尘器本体；311、第一输入端；312、第一输出端；320、高效电源；330、第一等离子电源；400、引风机；500、脱硫组件；510、脱硫本体；511、第三输入端；512、第三输出端；520、碱液循环喷淋器；521、喷淋头；522、动力泵；530、高效除雾器；600、净烟气升温换热器；700循环泵；800、等离子反应器；810、反应器本体；811、第二输入端；812、第二输出端；820、第二等离子电源；830、第二放电部；900、烟囱。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

现有市场中的设备大多通过电除尘器产生同种电场以对烟气进行除尘，并将经除尘后的烟气直接排入脱硫组件内脱除含硫氧化物，最后排出。在此过程中，并未能对烟气中含有的低价态氮氧化物进行脱除，因而排入大气中的烟气中依然含有污染大气环境的低价氮氧化物。

为了解决相关技术中烟气中低价态的氮氧化物被直接排入大气环境从而污染大气的技术问题，本发明实施例提供了一种藕合氧化no协同脱除复合污染物的装置及脱除方法，其目的在于将烟气中的低价态的氮氧化物氧化成高价态的氮氧化物，以便于将其通过协同从烟气中脱除。下面结合图1对该藕合氧化no协同脱除复合污染物装置的结构进行举例说明。

该藕合氧化no协同脱除复合污染物装置包括废气发生器100、电除尘器300、脱硫组件500和等离子反应器800，废气发生器100用于对烟气进行初步脱硝，即将烟气中低价态的氮氧化物还原成氮气，从而便于排放时不污染空气，电除尘器300依次对经废气发生器100处理后的烟气进行除尘和氧化，等离子反应器800用于将经电除尘器300氧化后的烟气中的低价态氮氧化物进一步氧化，脱硫组件500用于脱除烟气中被氧化后的高价态氮氧化物、汞离子以及烟气中含有的二氧化硫成分。

在本实施例中，电除尘器300包括电除尘器本体310、高效电源320、第一等离子电源330和第一放电部，第一放电部设置于电除尘器本体310内，高效电源320和第一等离子电源330设置于电除尘器本体310上且分别与第一放电部相连，废气发生器100与电除尘器本体310的第一输入端311相连，等离子反应器800与电除尘器本体310的第一输出端312相连，脱硫组件500与等离子反应器800相连。

可选的，第一放电部包括第一放电极和第二放电极，第一放电极与第二放电极沿第一输入端311至第一输出端312依次设置于电除尘器本体310内，高效电源320与第一放电极相连，第一等离子电源330与第二放电极相连。更进一步地说，第一放电极和第二放电极沿第一输入端311至第一输出端312依次设置，以便于在烟气进入电除尘器本体310内后依次通过第一放电极和第二放电极，并通过第一输出端312输出。

在具体实现方式中，第一放电极包括第一阳极板和第一阴极线，高效电源320与第一阴极线相连，第一阳极板与第一阴极线交错排列于电除尘器本体310内且与第一输入端311相邻。当第一阳极板数量为至少两个时，第一阴极线的数量根据第一阳极板的数量匹配设置，举例来讲，当第一阳极板数量为两个时，第一阳极板和第一阴极线相对平行，且任一第一阳极板临近位置设有第一阴极线，任一第一阴极线临近位置设有第一阳极板。

在本实施例中，第二放电极包括第二阴极板和第二阳极线，第一等离子电源330与第二阳极线相连，第二阴极板和第二阳极线交错排列于电除尘器本体310内且位于第一放电极与第一输出端312之间。当第二阴极板数量为至少两个时，第二阴极板和第二阳极线的设置参照上述第一阳极板和第一阴极线的设置，本申请中对此不作重复阐述。

可选的，高效电源320为高频电源；或者，高效电源320为脉冲电源；或者，高效电源320为三相电源。在具体实现方式中，第一等离子电源330数量为至少两个，以便于在电除尘器本体310内形成一定范围的电场，从而使得烟气中的低价态氮氧化物和汞被充分氧化。

可选的，等离子反应器800包括反应器本体810、第二等离子电源820和第二放电部830，反应器本体810的第二输入端811与电除尘器本体310的第一输出端312相连，反应器本体810的第二输出端812与脱硫组件500相连，第二放电部830设置于反应器本体810内，第二等离子电源820与第二放电部830相连。

一般的，第二放电部830包括阻挡介质和放电极，阻挡介质和放电极间隔排列于反应器本体810内部，第二等离子电源820与放电极相连。在实际操作过程中，第二等离子电源820向放电极供电，以使烟气中的h2o、o2等物质被激发活化产生o、oh、o2h、h等自由基物质，自由基物质具有强氧化性从而将烟气中低价态的氮氧化物氧化成高价态氮氧化物，如将no氧化成no2、n2o3、n2o4、n2o5等，从而便于与脱硫组件500协同将高价态氮氧化物、汞离子和二氧化硫从烟气中脱除，以防污染环境。

脱硫组件500包括脱硫本体510、用于吸收经电除尘器300等离子反应器800氧化后的高价态氮氧化物的碱液循环喷淋器520和用于捕集气溶胶等颗粒物的高效除雾器530，脱硫本体510上设有第三输入端511和第三输出端512，第三输入端511与等离子反应器800相连，碱液循环喷淋器520和高效除雾器530均设置于脱硫本体510内部，且第三输出端512、高效除雾器530、碱液循环喷淋器520和第三输入端511沿脱硫本体510由上往下依次设置。

烟气从第三输入端511输入脱硫本体510内并向上扩散，碱液循环喷淋组件对其喷淋，以溶解烟气中的高价态氮氧化物、汞离子和二氧化硫，再通过高效除雾器530去除因喷淋产生的分散并悬浮在烟气气体中的粉尘小颗粒或液滴小质点等气溶胶颗粒物。

一般的，碱液循环喷淋组件包括喷淋头521和动力泵522，喷淋头521设置于脱硫本体510内，且位于第三输入端511的上方，高效除雾器530的下方，动力泵522与喷淋头521相连，动力泵522还与脱硫本体510的底部侧壁相连，以便于将脱硫本体510底部的液体抽取喷淋头521喷淋。

可选的，碱液循环喷淋器520还包括存储药液的储液槽，储液槽与动力泵522相连，当脱硫本体510内的液体被循环使用次数较多后，通过脱硫本体510底部或底部侧壁上开设的排液口将液体排出，并通过动力泵522将储液槽内的药液抽取至喷淋头521喷淋。在本实施例中，药液可以为稀白液。

为了便于加快烟气进入反应器本体810的速度，电除尘器本体310第一输出端312与反应器本体810第二输入端811之间设有用于将电除尘器本体310内的烟气排入反应器本体810内的引风机400。

可选的，净烟气升温换热器600与烟囱900相连，以便于将升温后的烟气通过烟囱900输出至大气环境中。

可选的，废气发生器100与第一输入端311之间通过原烟气降温换热器200相连，脱硫组件500的第三输出端512与净烟气升温换热器600相连，原烟气降温换热器200与净烟气升温换热器600之间连有循环泵700。

在具体实现方式中，原烟气降温换热器200将经初步脱硝后的烟气降温至凝露点附近，以使烟气内含有的硫酸蒸汽凝结而被吸附在粉尘表面，随烟气输入电除尘器300后被高效去除；此外，将经脱硫组件500处理后的烟气通过烟囱900排出过程中，在脱硫组件500与烟囱900之间设置净烟气升温换热器600以对气体加热，从而加快烟气的扩散。

更进一步地说，原烟气降温换热器200以水为换热介质吸收电除尘器本体310第一输入端311处的烟气的热量以将烟气降温，水吸收热量温度升高，循环泵700将温度升高的水抽取至净烟气升温换热器600处，温度较高的水对净烟气进行升温，从而加快烟气的扩散，水温度降低，再通过循环泵700将温度降低后的水抽取至原烟气降温换热器200内以冷却烟气，以此实现水的循环使用，减少能量的消耗。

可选的，废气发生器100为sncr脱硝发生器110；或者，废气发生器100为scr脱硝发生器120；或者，废气发生器100为sncr和scr联合脱硝发生器。在本实施例中，sncr和scr脱硝联合发生器包括sncr脱硝发生器110和scr脱硝发生器120，sncr脱硝发生器110的输出端连有第一管路，scr脱硝发生器120的输出端连有第二管路，第一管路与第二管路通过第三管路连接，第三管路与原烟气降温换热器200相连，以便于用户自主选择采用sncr脱硝发生器110还是scr脱硝发生器120来对烟气进行初步脱硝。

综上所述，本发明通过电除尘器采用高效电源先形成强电场，从而对粉尘颗粒荷电以高效除尘，再通过第一等离子电源对除尘后的烟气进行流光放电以电离出具有强氧化性的自由基，以将烟气中的低价态的氮氧化物氧化成高价态的氮氧化物，以及汞氧化成汞离子；再通过对等离子反应器的设置，确保烟气中的低价态氮氧化物被充分氧化，最后通过与脱硫组件协同将烟气中的高价态氮氧化物、汞离子以及含硫氧化物去除，从而实现净化烟气的目的，避免烟气中低价态的氮氧化物污染大气；此外，通过对废气发生器的设置，可以对烟气进行初步脱硝，即通过废气发生器将烟气中低价态的氮氧化物还原成氮气，降低废气发生器出口初始氮氧化物的浓度。

图2是本发明一个实施例提供的藕合氧化no协同脱除复合污染物的脱除方法的流程图，该脱除方法可以应用于上述藕合氧化no协同脱除复合污染物装置，该脱除方法包括：

步骤201，废气发生器将烟气中的低价态氮氧化物还原成氮气。

可选的，废气发生器100为sncr脱硝发生器110，在本实施例中，通过添加还原剂以将烟气中的氮氧化物还原为氮气和水；或者，废气发生器100为scr脱硝发生器120，在本实施例中，通过添加催化剂以将烟气中的氮氧化物还原为氮气和水。

在本实施例中，废气发生器100与电除尘器本体310的第一输入端311之间连有原烟气降温换热器200，当废气发生器100将烟气还原成氮气后，原烟气降温换热器200将烟气降温至凝露点附近，从而将烟气内含有的硫酸蒸汽凝结，以从烟气中脱除，并将处理后的烟气输入至电除尘器300内。

步骤202，电除尘器通过高效电源配合第一放电部去除烟气中的粉尘颗粒物，再通过第一等离子电源配合第一放电部将烟气中的低价态氮氧化物氧化成高价态氮氧化物，并将汞氧化成汞离子。

可选的，第一放电部包括第一放电极和第二放电极，高效电源320向第一放电极供电以在第一放电极产生强电场，烟气进入强电场后，其内含有的粉尘颗粒荷电富集于第一放电极的第一阳极板上，从而被从烟气中脱除；第一等离子电源330向第二放电极供电以使第二放电极周围电离出大量具有强氧化性的自由基，自由基将烟气中的低价态氮氧化物和汞氧化成高价态氮氧化物和汞离子。

步骤203，等离子反应器将经电除尘器氧化后的烟气中的低价态氮氧化物氧化成高价态氮氧化物。

可选的，等离子反应器800包括反应器本体810、第二等离子电源820和第二放电部830，其中：第二等离子电源820向第二放电部830供电，使第二放电部830表面产生具有活性的自由基，自由基将输入至反应器本体810内的烟气中的低价态氮氧化物氧化成高价态氮氧化物。更进一步地说，第二放电部830包括阻挡介质和放电极，第二等离子电源820向放电极供电，放电极周围产生流光放电现象，而阻挡介质阻挡流光放电并使放电极周围产生大量具有强氧化性的自由基，自由基与烟气中的低价态氮氧化物反应，并将其氧化成高价态氮氧化物。

步骤204，脱硫组件协同去除烟气中的高价态氮氧化物、汞离子以及二氧化硫，并去除烟气中的细微粉尘颗粒。

在本实施例中，脱硫组件500包括脱硫本体510、碱液循环喷淋器520和高效除雾器530，其中：碱液循环喷淋器520对进入脱硫本体510内的烟气进行喷淋药液以将烟气中的高价态氮氧化物、汞离子以及二氧化硫脱除，高效除雾器530将经碱液循环喷淋器520喷淋后形成的气溶胶颗粒物从烟气中脱除。

可选的，脱硫组件500的第三输出端512与净烟气升温换热器600相连，净烟气升温换热器600与烟囱900相连。当烟气从脱硫本体510内输出后，净烟气升温换热器600对烟气进行升温处理，以便于烟气在烟囱900中扩散。更进一步地说，净烟气升温换热器600与烟囱900相连，以便于将升温后的烟气通过烟囱900排入大气。

在具体实现方式中，原烟气降温换热器200与净烟气升温换热器600之间连有循环泵700。具体来讲，原烟气降温换热器200以水为换热介质吸收电除尘器本体310第一输入端311处的烟气的热量以将烟气降温，水吸收热量后温度升高，循环泵700将温度升高的水抽取至净烟气升温换热器600处，温度较高的水对净烟气进行升温，从而加快烟气的扩散，水温度降低，再通过循环泵700将温度降低后的水抽取至原烟气降温换热器200内以冷却烟气，以此实现水的循环使用，减少能量的消耗。

综上所述，本申请实施例提供的脱除方法，通过废气发生器对烟气进行初步脱硝，再通过电除尘器对烟气进行除尘并将低价态氮氧化物和汞进行初级氧化，再通过等离子反应器对烟气进一步氧化，以便于将烟气中的低价态氮氧化物充分氧化高价态氮氧化物，最后与脱硫组件协同将高价态氮氧化物和汞离子以及烟气中的含硫氧化物脱除，从而使得烟气达到排放标准，便于排放且不污染大气。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。