[发明专利]烟道内纯氧介质阻挡放电脱硫脱硝系统与工艺

权利要求书

1.烟道内纯氧介质阻挡放电脱硫脱硝系统，其特征在于，电除尘器的入口端与烟气出口连接，电除尘器的出口端通过进烟道与气-气加热器原烟气侧入口连接，气-气加热器原烟气侧出口通过排烟道与碱液吸收塔下部的烟气入口连接；介质阻挡放电反应器设置在所述进烟道或排烟道内，介质阻挡放电反应器的入口端与空气分离器连接；碱液吸收塔的底部通过管道与碱液储液池连通，碱液吸收塔的上部设置喷淋装置，碱液储液池的出液口通过管道及蠕动泵与所述喷淋装置连通；碱液吸收塔的顶部设置出气口，通过管道与气-气加热器净烟气入口端连接，气-气加热器净烟气出口端与烟囱连接。

2.根据权利要求1所述的烟道内纯氧介质阻挡放电脱硫脱硝系统，其特征在于，所述碱液吸收塔内，喷淋装置的上方设置除雾器。

3.根据权利要求1所述的烟道内纯氧介质阻挡放电脱硫脱硝系统，其特征在于，所述介质阻挡放电反应器的出口通过文丘里管与喷嘴连接，该喷嘴沿轴线方向为渐扩结构，喷口头部为球冠结构，球冠上均匀分布5根按“十”字型排列、分别垂直于球冠面的向出口方向减缩的喷射管，5根喷射管分别位于“十”字的四个端点和中心。

4.根据权利要求3所述的烟道内纯氧介质阻挡放电脱硫脱硝系统，其特征在于，所述出口喷嘴的渐扩角度α为25°-60°，轴向长度L为30-50mm。

5.根据权利要求3所述的烟道内纯氧介质阻挡放电脱硫脱硝系统，其特征在于，所述喷射管的长度为10-20mm，“十”字中心喷射管出口的直径为8-15mm，四周四个喷射管出口直径为5-10mm。

6.一种基于权利要求1所述系统的烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于，分为以下步骤：

(1)烟气经过电除尘器除尘后进入进烟道；处理过的烟气经气-气加热器与碱液吸收后的净气进行热交换后，降低温度至40～60℃，然后通过排烟道进入碱液吸收塔；

(2)空气经过空气分离器分离后，氧气进入安置在所述进烟道或排烟道内的介质阻挡放电反应器，通过调节高压电源的电压、频率控制反应器内的放电功率，在反应器内发生均匀、稳定的放电，其中电压调节范围为6～20kV，频率调节范围为7～15kHz，且氧气在介质阻挡放电反应器内的流速比烟气在烟道内的流速高20％-60％；放电产生大量的高能电子，并从介质阻挡放电反应器的喷嘴喷出；

(3)在高能电子的作用下，O₂、H₂O分子被激活、裂解或电离，产生包括O、O₃、OH、HO₂在内的高活性的氧化性粒子，使烟气中的NO、SO₂氧化，NO的氧化产物主要为NO₂以及少量的HNO₃、HNO₂和其他高价态的氮氧化物，SO₂的氧化产物主要为SO₃，在水蒸气含量较高的情况下会进一步生成硫酸；

(4)配置碱液，碱液通过蠕动泵由吸收塔上部经喷淋装置进入碱液吸收塔内，在碱液吸收塔内与烟气反应后由塔下部排出，进入碱液储液槽；经介质阻挡放电反应器处理的烟气由碱液吸收塔下部进入，与碱液反应后由碱液吸收塔顶部排出；

(5)从碱液吸收塔排出的低温烟气送入气-气加热器内，与高温烟气换热后送至烟囱排出。

7.根据权利要求6所述的烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的碱液为包含KOH、Na₂CO₃、Ca(OH)₂、CaCO₃的NaOH溶液，其中碱液中NaOH、KOH的和与烟气中的SO₂和氧化后NO₂的和的摩尔值之比为1.8～2.6，Na₂CO₃、Ca(OH)₂、CaCO₃的和与烟气中的SO₂和氧化后NO₂的和的摩尔值之比为0.9～1.3。

8.根据权利要求6所述的烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于，所述碱液与烟气反应后，流入碱液储液槽中，得到硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐混合溶液，经过蒸发、结晶、分离工序，得到相应的硝酸盐、亚硝酸盐和硫酸盐。