[发明专利]双介质阻挡放电等离子体气体净化的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理工业气体中氮氧化物的方法，具体是一种双介质阻挡放电等离子体气体净化的工艺。

背景技术

目前主要的脱硝工艺为SNCR（选择性非催化还原法）、SCR（选择性催化还原法）技术。通过向烟气中投加氨气或氨水，控制其反应条件，使氮氧化物与氨气发生氧化还原反应生成氮气，达到脱硝的目的。

上述脱硝工艺存在的不足之处是：选择性非催化还原法：炉内喷氨去除氮氧化物处理效率低（30%-50%），氨逃逸严重，难以标排放；选择性催化还原法使用催化剂，效率相对较高能达到80%效率，但投资高，催化剂层需2-3年更换一次，运行费用高。同时系统参与反应的氨气，需要通过液氨蒸发、氨水蒸发、尿素热解等方法取得，存在很大的安全隐患。

运用等离子体技术对脱硝的研究很多，大多集中在脉冲放电等离子体和流光放电等离子体。

《低温等离子体治理气态污染物》（闫学峰等《化学研究与应用》2004年4月第16卷第2期）以及《低温等离子体烟气脱硫脱硝技术的研究进展》（王晓臣等《环境保护与循环经济》）研究了低温等离子体在烟气脱硝上的技术前景。现有技术中，据申请人所知，还没有能在工业上实际应用工艺和装置。

《几种改性同时脱硫脱硝吸收剂的比较研究》（韩颖慧等《华北电力大学学报》2010年11月第37卷第6期）公开了一种脱硫脱硝吸收剂，其组成为：EDTA合铁、H₂O₂、尿素、半酰胺酸合铁、锰系物M以及复合剂F。

发明内容

本发明提供一种双介质阻挡放电等离子体气体净化的工艺，其先采用双介质阻挡放电等离子体对工业气体进行氧化，然后通过脱硫剂、复合脱硝剂进行脱硫、脱硝，脱硝效率85%以上，处理量大。

本发明具体采用的技术方案是：

一种双介质阻挡放电等离子体气体净化的工艺，其特征是，包括如下步骤：

1）除尘：工业气体通过三项共效旋流除尘器，进行三效除尘；

2）以氢氧化钠水溶液为吸收剂，在吸收塔内脱硫；

3）气体干燥；

4）等离子体氧化：处理后的气体进入双介质阻挡放电等离子氧化器进行氧化处理；

5）采用复合脱硝剂喷淋氧化后的气体脱硝，其中，所述复合脱硝剂按照如下步骤制成：将尿素40-50重量份、碳酸钠40-50重量份、EDTA合铁0.2-0.8重量份、助吸收剂0.2-0.8份、双硬脂酰基二乙烯三胺0.2-0.8重量份混合，其中，EDTA合铁、助吸收剂、表面活性剂重量之和大于1重量份，加入去离子水500-600重量份，搅拌均匀，加入适量氢氧化钠，调节pH为10-12。

所述三项共效旋流除尘器，包括壳体，所述壳体包括连为一体的导流螺旋机构和导流锥体，在导流螺旋机构和导流锥体结合部设有切向喷吹装置，壳体上部设有进气口和排气口，导流锥体下端设有重力卸灰装置，在导流锥体下方设有灰仓锥体，灰仓锥体上设有卸灰阀。

所述切向喷吹装置是在分离过程中，吹入与旋流切向的水雾，使烟气中的较小灰尘加速碰撞结合成为较大颗粒，进一步提高分离效率。

三项共效旋流除尘器的工作原理是：含尘气体由进气口进入，经导流螺旋机构导流产生离心力，使得5μm以上的颗粒分离出来并因重力作用落入导流锥体下部，剩余较小尘粒由切向喷吹装置根据烟气参数适量切向喷入少量的水雾使得它们加速碰撞结合成为较大颗粒，并在导流锥体内气固分离。

三项共效旋流除尘器充分利用了切向力、轴向力和离心力共同作用进行重力除尘，具有除尘效率高的特点。

在等离子氧化工序中，由于高能电子的作用，形成带电粒子或分子间的化学键被打断产生自由基等活性粒子，同时空气中的水和氧气在高能电子轰击下也会产生OH自由基、活性氧等强氧化性物质，这些强氧化性物质将NO氧化成NO_X等高价态氮。

其中，助吸收剂的化学式为：

在本发明复合脱硝剂中添加双硬脂酰基二乙烯三胺的作用是促进助吸收剂溶解，经申请人试验验证，本发明的助吸收剂对气体状态的氮氧化合物有强吸附作用，添加助吸收剂可促进氮氧化合物吸收，大大提高吸收速度和吸收效率，实现大风量吸收。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1）本发明能实现大风量处理，能处理风量10万级以上，可广泛应用与各种含氮、含硫工业气体的处理，适应性好；

2）脱硝效率高，通过控制等离子排级控制，可实现脱脱硫效率90%以上，脱硝效率85%以上；

3）运行费用低；