[发明专利]一种从气流中去除氮氧化物的装置

说明书

技术领域

本发明是用于除去气流中含有的氮氧物的净化方法技术领域。

背景技术

人类活动产生的大量二氧化硫和氮氧化物排放是引起大气酸雨的主要原因。其中，燃料燃烧产生的二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)占排90％以上，其次是冶金、硫酸和硝酸生产、炼油和化工制药的等过程。中国环境状况公报统计数据表明，近年来我国城市酸雨污染程度有所加重。环保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单一的硫酸型向硝酸根离子不断增加的复合型转化(国家环保总局：2004年中国环境状况公报)。近年来，国家制定了一些法律、法规，对二氧化硫和氮氧化物特别是火电等燃烧过程排放的二氧化硫氮和氧化物作出了相应的控制和减排规定。

一般地，石灰/石灰石等碱液吸收法是目前烟气SO₂废气治理的主要方法，但湿法吸收需要消耗大量水，设备投资大，能耗大，系统复杂。干法或半干法吸收一般是采用喷钙的方式，但对吸收剂活性要求高，且不能同时脱氮氧化物。对于治理NO_x废气的主要方法有也有干法和湿法两种。选择性催化还原法(SCR)是目前最广泛的应用于处理燃料废气的干法之一。该方法需要还原剂氨，催化剂对运行条件要求较高，气流中所含的硫化物和粉尘等对催化剂的寿命影响很大，运行费用高，不适合低温排放源的应用。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，由于一氧化氮在溶液中的亨利系数很小，吸收效率较低，不适合用于含一氧化氮较多的燃料燃烧废气处理。

由脉冲放电或无声放电等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和活性自由基。这些高能电子和活性自由基与有害分子反应并使其离解氧化，最终转化为无害物。本发明者曾报导了采用放电反应器对氮氧化物有害废气去除实验结果，研究结果参看黄立维等《环境科学》(2006，Vol1：19-23)和黄立维等《化工学报》、(2004，Vol6：124-128)报道。

本发明的目的是设计和提供了一种电晕放电结合气-固化学吸收的装置，使气流中含有的氮氧化物被氧化，然后被吸收剂吸收，吸收剂循环使用，从而达到气体净化的目的。

发明内容

本发明的技术内容为：一种从气流中去除氮氧化物的装置，其特征在于所述的装置的上部为电晕放电反应区和气-固吸收反应区组成的气流通道，所述的电晕放电区是由电晕放电极和电极板之间的气流通道组成的空间，电晕放电极与高压电源连接，对应电极板接地或接电源负极，所述的气-固吸收反应区是由附着有固体吸收剂浆液的传送带正面与气流通道组成的空间，所述的装置气体流道空间两端设置有气体进口和净化后气体出口，所述的装置的下部设置有吸收剂浆液池，吸收剂浆液池两端设置有新鲜浆液的进口和吸收后浆液出口，吸收剂通过传送带由吸收剂浆液池输送到吸收反应区。

本发明所采用的电晕放电反应吸收器的结构形式可以是园筒型和长方型，电晕放电极一般为线型或针型，其处理效果大体相当。接地极或负极为一般圆筒型或平板型，一般脉冲供电接地，交流供电接电源负极。电极材料为一般为不锈钢、钛和钨等导电材料。两电极的距离一般为1-300mm。传送带吸附剂表面与电晕放电极的距离一般要大于电晕放电极和接地极之间的距离，以有利电晕放电。本发明所采用电晕放电的供电方式包括脉冲和交流，其中脉冲供电的电压为±2K-±200KV，脉冲重复频率为10-2kHz，交流供电的电压为2K-200KV，频率为10-10kHz。

本发明所采用的电晕放电反应吸收器内作为固体吸收剂的材料可以是碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、氧化锌、氧化锰和氧化镁或其混合物。固体吸收剂以氧化钙、氢氧化钙和氧化锌为佳，其吸收效果大体相当，氧化钙溶于水后为氢氧化钙。

本发明所述的装置的下部设置有吸收剂浆液池，吸收剂通过传送带由吸收剂浆液池输送到吸收反应区，传送带材料为尼龙、塑胶、布或化学纤维，传送带正面复合有能吸附吸收剂的材料，一般为海绵或毛毡作为吸收剂的吸附材料，复合可采用粘合或缝合等方法与传送带组成一体，海绵或毛毡厚度一般为5-50mm，以利于吸收剂上载和输送。传送带宽度一般大于10mm，具体根据反应器大小和气-固接触时间匹配，一般气体在吸收反应区的停留时间一般为2-120秒，停留时间长，去除效率高。吸收剂与氮氧化物吸收反应后的产物均溶与水，吸收反应后的附着在传送带上的产物经洗净后上载新鲜吸收剂后循环使用。吸收剂浆液池浆液浓度一般为20％-80％(体积百分比)。