[发明专利]一种烟气中NOx消除装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮氧化合物的消除装置及方法，特别涉及一种烟气中NOx消除装置及方法。

背景技术

燃煤电厂、工业锅炉等以化石燃料为主的工业活动中，排放了大量以NOx为主的污染物排放源，使得大气环境日益恶化，引起酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾等环境污染问题。因此，国内外环保部都制定了严格的NOx排放标准。为达到相应标准，各国研究人员积极研究不同烟气治理工艺来应对越来越严峻的形势。目前，运用较多的NOx烟气治理技术有：选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）、吸收法、吸附法、臭氧氧化法、等离子体脱硝法。

选择性催化还原法（SCR）是在温度为290—400℃时，以氨做还原剂，以贵金属、碱性金属氧化物或沸石等作为催化剂，将NOx还原为N2和H2O，取得了较好的脱氮效果。但随着运行时间的增加，主要存在氨泄漏和催化剂失活的问题，投资费用高。

选择性非催化还原法（SNCR）是在温度为930—1090℃时，以尿素或氨基化合物作为还原剂将NOx还原为N2和H2O，还原剂通常注入炉膛或紧靠炉膛出口的烟道。该法不需要催化剂，投资费用降低，但氨的利用率不高。

吸收法是采用吸收剂吸收NOx，主要的吸收剂为水、氢氧化物、硫酸盐溶液、硫酸、有机溶剂等，脱硝效率高，但溶剂消耗量大，成本昂贵。

吸附法是采用吸附剂吸附NOx，主要的吸附剂为活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤等，脱硝效率达70%—90%，但需要大量吸附剂，设备庞大、投资大、运行动力消耗也大。

臭氧氧化法是采用用强氧化剂臭氧将NO氧化为NO2，然后再采用吸收剂吸收，由于臭氧具有极强的氧化效率，但臭氧的生成耗电量大，成本昂贵。

等离子体脱硝法是近年来出现继湿法、干法、半干法等经典脱硝法的新兴技术，以其具有无催化剂中毒、无设备腐蚀、占地面积小、无二次污染的优点，凸显了其较好的应用前景，主要需要解决的问题在于成本高。

发明内容

本发明的目的是提出一种烟气中NOx消除装置及方法，以解决现有的等离子体脱硝法存在的成本高的难题。

本发明的技术方案如下：

一种烟气中NOx消除装置，主要装置包括：烟气输送管道、储氨罐、电子束发生装置、等离子体反应器、氨蒸发器，锅炉产生的烟气通过烟气输送管道连接至等离子体反应器，锅炉产生水蒸汽输送至烟气输送管道，储氨罐内液氨通过氨蒸发器产生氨气输送至等离子体反应器，电子束发生装置连接至等离子体反应器。

优选的，所述的等离子体反应器可以是圆柱状，也可以是多边体状的。

优选的，所述的电子束发生装置采用超高电压。

一种烟气中NOx消除方法，其实现方式包括以下实现步骤，

（1）向锅炉产生的含氮氧化合物的烟气内注入水蒸汽、氨气；

（2）等离子体脱硝装置产生高能量的电子云；

（3）高能量的电子云被烟气吸收，氨气将NOx还原为N2。

优选的，所述的步骤（3）高能量的电子云能够加快烟气中O2、H2O分子分解为▪OH、▪O，使得大量NO转换为NO2，加快了NH4NO2的合成和N2的生成。

本发明的技术原理是，含氮氧化合物的烟气经过超高电压的等离子体反应器时，烟气内的水蒸汽首先被电离为▪OH、▪O，这类离子具有强氧化剂，能够将烟气中的NO氧化为NO2，在氨气的存在情况下，生成NH4NO2，NH4NO2极易分解为N2和H2O，达到脱硝的目的。

本发明的有益效果是：一、烟气中含氧物质有限，在烟气中混入少量水蒸汽，使之在加快了▪OH、▪O这类强氧化性的高能离子的形成，使得大量NO转换为NO2；二、烟气中添加氨气，使很难生成NH4NO2的反应在超高电压电场内迅速完成，NH4NO2极易分解为N2和H2O，脱硝效率高，无二次污染；三、水蒸气、氨气的成本低，大大节约了投资成本。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图中，1-锅炉，2-烟气输送管道，3-储氨罐，4-电子束发生装置，5-等离子体反应器，6-氨蒸发器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示：本发明包括锅炉1，烟气输送管道2，储氨罐3，电子束发生装置4，等离子体反应器5，氨蒸发器6；锅炉1产生的烟气通过烟气输送管道2连接至等离子体反应器5，锅炉1产生水蒸汽连接至烟气输送管道2，储氨罐3内液氨通过氨蒸发器6产生氨气输送至等离子体反应器5，电子束发生装置4连接至等离子体反应器5。