一種對燃燒系統所產生廢氣的脫硝裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種對燃燒系統所產生廢氣的脫硝設備，包括反應容器、載氣進氣系統、正負電極、電源、固體加料系統和還原反應室，電源與所述裝置電連接，為所述裝置的各個部分供電，正負電極設置在反應容器內，固體加料系統與載氣進氣系統相連接后通入反應容器中，反應容器與還原反應室相通，含NOx的廢氣源也通入還原反應室內，反應容器為電子、等離子體和待氣化的固體還原劑進行能量交換和反應的地方，正負電極為等離子體反應裝置提供電場，在電場內產生高壓放電。所述的裝置大大節約固體還原劑的用量以及降低還原劑成分泄漏的風險，并且可以縮短反應的時間，提高反應裝置的反應效率。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種對燃燒系統所產生廢氣的脫硝裝置
本技術涉及一種對燃燒系統所產生廢氣的脫硝裝置，應用于含NOx氣體的凈化工藝，可用于電廠煙道氣、內燃機尾氣及其它工業化過程所產生的含NOx廢氣的污染治理。
技術介紹
眾所周知，燃燒過程會產生大量的含NOx的氣體，NOx的濃度可達到幾百甚至上千 ppmg。NOx是所有氮氧化合物的總稱，其中約90%為NO。NOx被釋放到大氣中會導致酸雨的形成、空氣的污濁，NO如進入大氣平流層還會造成臭氧層的破壞。煙氣/尾氣中的NOx主要來自燃料中的含氮化合物的氧化，也有一部分來自空氣中的分子氮的氧化。除了燃料中含氮化合物的濃度，鍋爐的負荷、燃燒溫度、空氣的富余量以及燃燒停留時間等因素也是決定煙氣中NOx濃度的重要因素。如在實際的電廠中，僅僅鍋爐負荷的變化就可以造成NOx的排放量波動高達4倍左右。世界上的主要國家都對煙氣中NOx的排放實行限制，其排放標準有逐步嚴格的趨勢，這對煙氣中的NOx處理會提出越來越高的要求。現有煙氣的脫NOx技術包括已經商業化的選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)。選擇性催化還原法在煙氣中注入以氨氣(NH3)和氨水為主的化合物，氨在催化劑的作用下還原NO并生成無害的氮氣和水。氨還有助于后續的電除塵中飛灰的收集從而提高該裝置的運行效率。此反應必須在大約300-450 1之間進行，溫度太低則反應效率大大降低，而太高則會使得催化劑失效。為了利用煙氣中的余熱，在發電廠，SCR反應裝置通常設在鍋爐出口后二次空氣預熱器之前。SNCR法采取與SCR類似的還原反應，還原劑一般采用尿素，不用催化劑催化而是選擇在高溫條件如1000-1200 ° C下進行反應，因此使用SNCR法時還原劑一般添加到鍋爐內接近出口部位具有所需要高溫的區段內。由于氨氣是不穩定的危險氣體,有刺激性氣味,因此在制備、運輸和儲存氨氣上有安全隱患，氨通常必須以液氨或氨水的形式儲存。為了保證較高的NOx去除率，在發電廠氨的投加量一般要適當過量，這樣就會造成氨泄漏的危險。氨除了有刺激性氣味，對動物和環境也有毒害作用。為了避免使用氨所帶來的一系列問題，研究人員提出了許多變通的SCR 或SNCR法。最為重要的變通方法是使用氨的替代物質，最為常用的氨的替代物質是尿素。 尿素在常溫下呈固體狀，非常穩定，其運輸和儲存都比較方便。然而，由于是固體，尿素的計量和投加比較困難，為了投加均勻并且形成很小的顆粒，工程中常常將尿素先溶于水配成 20 %的溶液，然后把溶液噴入煙氣中。由于水在攝氏1000多度高溫下揮發成氣體需要吸收熱量，因此將尿素配置成溶液來投加的方法會造成能量上的大量浪費。現有的SCR或SNCR所需還原劑的制備和添加技術有多種選擇，但都存在這樣那樣的問題。氨氣和氰酸分子量小，它們直接被用于NOx的還原反應，但是它們的運輸和儲存較為困難，且有較大的安全隱患，由于它們有刺激性，對環境有直接的危害，使用中如果泄漏將會對生活在周邊的居民造成較大的影響。尿素和三聚氰酸等固體還原劑在常溫常壓下性質穩定，加熱后它們能分解生成NO還原所需要的還原劑(如氨和氰酸等)，但是由于是固體，它們的均勻添加、計量和調節存在困難。由于在大多數氣相反應中，反應物的顆粒越小反應越容易進行，直接添加固體很難做到顆粒的最小化。另一種選擇是把固體先溶于液體中配成較稀的溶液然后噴灑到反應中去，這樣液體揮發后就會形成很小的固體顆粒。但液體揮發必然帶走一部分熱量，造成較大的能量浪費。在燃煤電廠使用尿素的SNCR法時，由于水的蒸發所帶走的能量可能高達發電量的1%。進一步的選擇是在把尿素和三聚氰酸先分解轉化為氨氣或氰酸氣體再投入還原反應中去，由于尿素和三聚氰酸的徹底分解需要用到約180 1和450 °C以上的高溫，因此，反應需要較高的能量；為了防止氰酸的聚合，反應必須在較低的壓力或有較大量的載氣作用下(以降低分壓)進行，這樣勢必對運行造成不小的麻煩，特別是當用于汽車尾氣NOx排放控制時，由于尾氣溫度較低，往往需要嚴格地控制尿素的添加。再進一步的發展是例如US Pat No 5，693，300和US Pat No 4，886，650所提出的那樣通過使用金屬催化劑來使得氨氣和氰酸全部或部分變成自由基活性顆粒來與NOx進行反應，這樣所需的還原反應溫度可以大大降低，但是，此法需要用到貴重的金屬催化劑，使用成本較高，同時使用固體催化劑床其反應條件比較難以調節，其反應質量也難以進行控制。
技術實現思路
本技術申請即是針對目前在對煙氣尾氣等廢氣處理中存在的上述不足之處， 提供一種在生產實際中更為安全可靠且運行成本低的煙氣和尾氣的裝置。本技術所述的裝置是利用一種非平衡等離子體(non-equilibrium plasma) 或非熱等離子體(non-thermal plasma)的發生和反應裝置,從尿素或三聚氰酸等含氮的固體物質來制備可用于還原NO的活性物質，以促進該反應的發生和發生的效率。本技術申請所述的裝置，利用等離子體反應裝置制備能還原NOx的活性自由基和其它活化激化分子，然后將制備得到的活性自由基和其它活化激化分子導入含NOx的廢氣通道，在催化劑或一定溫度的作用下把NOx還原成N2和CO2及水等無害的氣體。具體來說，本技術所述的對燃燒系統所產生廢氣的脫硝裝置，包括反應容器、 載氣進氣系統、正負電極、電源、固體加料系統和還原反應室，電源與所述裝置電連接，為所述裝置的各個部分供電，正負電極設置在反應容器內，固體加料系統與載氣進氣系統相連接后通入反應容器中，反應容器與還原反應室相通，含NOx的廢氣源也通入還原反應室內， 反應容器為電子、等離子體和待氣化的固體還原劑進行能量交換和反應的地方，正負電極為等離子體反應裝置提供電場，在電場內產生高壓放電。進一步的，所述正負電極設置在反應容器內的上方、下方或中間。電極的放置應保證等離子體載氣的全部或絕大部分通過電極之間的空間，并在電極區及通過電極區后形成等離子體。進一步的，所述的載氣進氣系統包括為反應容器提供等離子體化氣體源的等離子體載氣系統和為攜帶固體還原劑進入反應容器提供載體的輔佐載氣系統，等離子體載氣系統直接與反應容器相通，固體加料系統與輔佐載氣系統相通后再通入反應容器。可選擇的，所述的載氣進氣系統僅包括等離子體載氣系統，此時等離子體載氣系統兼作輔佐載氣系統，等離子載氣系統和輔佐載氣系統合二為一。進一步的，所述的反應容器的材質包括玻璃、陶瓷、工程塑料或不銹鋼制成。進一步的，所述的反應容器的形狀包括圓柱體或長方體。進一步的，所述的等離子體載氣系統的進氣口設在反應容器的側壁、上底或下底上，或以導管導入反應容器內部任何位置，進氣口的數目為一個以上。所述的輔佐載氣系統通常為進料系統的組成部分，與固體加料系統配合使用。進一步的，所述的正負電極可以是單對電極也可以是多對電極組成的電極模塊， 正負電極分別連接到高壓電源的兩極，在兩電極之間產生3千伏到120千伏的電壓；高壓電源為等離子體反應裝置提供高壓直流電、高壓脈沖直流電、也可以是交流電，它一般使用常規交流電源(90-240伏)經變壓調頻電路把常規電源變成所需的電源；固體加料裝置提供固體進料的計量和投放，一般設在反應器頂部或側部，使得固體能均勻地本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對燃燒系統所產生廢氣的脫硝裝置，其特征在于：包括反應容器、載氣進氣系統、正負電極、電源、固體加料系統和還原反應室，電源與所述裝置電連接，為所述裝置的各個部分供電，正負電極設置在反應容器內，固體加料系統與載氣進氣系統相連接后通入反應容器中，反應容器與還原反應室相通。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：熊靚，
申請(專利權)人：深圳市泓耀環境科技發展股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：