[发明专利]放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃煤和焚烧烟气中多种污染物的净化方法，属于环境保护领域，更具体 地说，涉及一种放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中的SO₂、NO_x、Hg和细颗粒物等污染 物的方法。

背景技术

燃煤和焚烧烟气所含污染物包括烟尘、SO₂、NO_x和Hg等。传统的处理方法是一种处理 系统对应一种污染物，主流技术包括电除尘或布袋除尘去除烟尘、石灰石/石膏脱除SO₂、 选择性催化还原脱除NO_x、活性炭吸附分离Hg等。这些处理方法固然有净化效率高、技术 成熟可靠等优点，但设备投资和运行费用高、占地面积大、操作维护工作量大。另外，对于 烟气中所含的其它污染物尚没有合适的净化处理方法。因此，多种污染物联合脱除是未来的 努力方向。

在过去30多年中，基于放电等离子体的烟气净化技术一直倍受关注，已授权或正在审查 的专利包括集散控制式流光放电烟气脱硫的半湿法(ZL02116300.6)、立式流光放电烟气 脱硫湿式反应器(ZL02208831.8)、流光放电等离子体烟气污染物同步净化方法 (ZL200410029622.3)、一种等离子体燃煤锅炉烟气净化新工艺(ZL200310121117.7)、资 源化同时脱除烟气中二氧化硫、氮氧化物的臭氧氧化干法(CN101337152)等。其中，涉及 烟气中SO₂、NO和Hg等多种污染物脱除的技术路线是，借助放电产生的等离子体同步氧 化NO和元素态Hg为NO₂和氧化态Hg，然后，在吸收塔中利用水溶性吸收液同步脱除SO₂、 NO_x和氧化态Hg。然而，研究表明，放电产生的等离子体会优先与易氧化的NO作用，当 NO和元素态Hg共存时，浓度较高的NO会优先氧化为NO₂，而氧化速率和浓度均低得多 的元素态Hg几乎不被氧化。因此，在一个放电等离子体反应器中，不可能实现NO和元素 态Hg的同步氧化。

发明内容

本发明的目的是提出一种放电等离子体与吸收相结合脱除烟气中多种污染物的方法。本 发明是在已授权公告或公开的专利技术基础上，针对NO优先消耗放电产生的等离子体，致 使烟气所含元素态Hg不能被有效氧化的不足，提出的一种新的燃煤或焚烧烟气多种污染物 联合脱除方法，同时，该方法可以有效防止各种雾粒和氨外逸。

本发明在全面分析现有烟气除尘、脱硫、脱硝和其它污染物净化技术，以及现有基于放 电等离子体的烟气净化方法存在问题的基础上，提出一种针对常规电除尘或布袋除尘处理后 的烟气的净化方法。主要包括预洗涤、一级放电等离子体作用、一级吸收、二级放电等离子 体作用、二级吸收等步骤。该方法能在投资和运行费用相对较低的前提下，实现烟气中SO₂、 NO、元素态Hg和细颗粒物(常规电除尘或布袋除尘未去除的烟尘)等污染物的联合脱除，SO₂、 NO、元素态Hg、细颗粒物的去除效率分别达到95％、75％、75％和80％以上。当采用氨 吸收液时，氨泄漏量低于5mg/m³。本发明的核心是，NO和元素态Hg的氧化分别在两个 不同的放电等离子体反应器中进行，在每个放电等离子体反应器之后，各设置一个吸收塔， 分别实现酸性气体和氧化态Hg的洗涤脱除。

为了实现上述脱除烟气中多种污染物的方法，本发明提供了一种实现装置，该装置由预 洗涤塔、一级放电等离子体反应器、一级吸收塔、二级放电等离子体反应器和二级吸收塔等 单元构成，各单元的作用如下：

1)预洗涤塔

预洗涤塔采用的洗涤液为一级吸收塔排出的吸收液。预洗涤塔的作用包括三个方面：① 利用热烟气的热量使吸收液蒸发、浓缩，提高吸收液的浓度，以便于后续的固液分离处理； ②烟气的热量传递给吸收液后，自身冷却降温，有利于烟气的后续净化处理；③预洗涤脱除 烟气中的污染物。

2)一级放电等离子体反应器

在一级放电等离子体反应器中，放电产生的等离子体使烟气中NO氧化为NO₂，少量SO₂氧化为SO₃。同时，部分细颗粒物荷电，并在高压电场作用下作定向运动，最终被等离子体 反应器接地极捕集。

3)一级吸收塔