一種半干法脈沖等離子體煙氣凈化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煙氣凈化設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種半干法脈沖等離子體煙氣凈化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，我國(guó)環(huán)保政策變得越來(lái)越嚴(yán)厲，比如，《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223-2011)》中規(guī)定了重點(diǎn)地區(qū)的火力發(fā)電廠的煙氣污染物排放濃度限值為:S02_50mg/m3、N0x-100mg/m3、粉塵_20mg/m3。而國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部、國(guó)家能源局于2014年聯(lián)合印發(fā)的《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014— 2020年)》，將部分地區(qū)的火力發(fā)電廠的煙氣污染物排放濃度限值進(jìn)一部降低為:S02-35mg/m3、N0x-50mg/m3、粉塵-10mg/m3。
[0003]另外，部分省份則出臺(tái)了比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)，比如山西省人民政府辦公廳《關(guān)于推進(jìn)全省燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放的實(shí)施意見(jiàn)》，把山西省的火力發(fā)電廠的煙氣污染物排放濃度限值進(jìn)一部降低為:S02-35mg/m3、N0x-50mg/m3、粉塵-5mg/m3。在未來(lái)，國(guó)家將會(huì)陸續(xù)出臺(tái)對(duì)工業(yè)煙氣中的汞和PM2.5的控制要求。
[0004]等離子體煙氣多種染污物一體化去除裝置，是利用氣體放電產(chǎn)生的等離子體來(lái)使污染物成分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成無(wú)害物質(zhì)的裝置。氣體放電在電極間產(chǎn)生等離子體，把中性的分子激發(fā)成了自由基，以H20分子為例，可被激發(fā)成H+和0H _自由基。這些自由基將S02變成S03，N0X變成HN0 3，單質(zhì)Hg變成HgO。
[0005]S0#P ΗΝ0 3可以進(jìn)一步與加入反應(yīng)器殼體中的NH3氣體轉(zhuǎn)化成硫酸銨和硝酸銨，硫酸銨、硝酸銨和HgO都是固態(tài)物質(zhì)，能在氣體放電產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中被收集下來(lái)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中，等離子體煙氣多種染污物一體化凈化技術(shù)，即為利用放電產(chǎn)生的等離子體對(duì)SO# NO x的氧化作用，同時(shí)結(jié)合加入反應(yīng)器殼體中的NH 3氣體，把煙氣中的S0 2和NOAMt成硫酸銨和硝酸銨復(fù)合肥。
[0007]上述技術(shù)的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在氣相中，為干式反應(yīng)，裝置的能耗較高，電耗約為電廠發(fā)電量的2%。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中的等離子體煙氣多種染污物一體化凈化技術(shù)還包括濕法技術(shù)，向煙氣中噴水，提高煙氣中H20的含量，可以提高煙氣的凈化效果，同時(shí)節(jié)省用電量，降低能耗。比如，中國(guó)專(zhuān)利2015203080046《一種等離子體煙氣脫硫脫硝除塵脫汞一體化裝置》提出了一種采用向所有電極噴水的濕式等離子體反應(yīng)器來(lái)同時(shí)脫除煙氣中的多種污染物。
[0009]然而，采用濕法裝置處理后的煙氣中，帶有大量的水分，可能對(duì)后續(xù)煙道和煙囪帶來(lái)額外的腐蝕問(wèn)題。
[0010]因此，如何克服傳統(tǒng)干法反應(yīng)技術(shù)效率低、能耗高問(wèn)題的同時(shí)，避免濕法反應(yīng)技術(shù)對(duì)后續(xù)煙道等設(shè)施的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提供一種半干法脈沖等離子體煙氣凈化系統(tǒng)，該煙氣凈化系統(tǒng)為半干法反應(yīng)技術(shù)，可以在同一套裝置內(nèi)同時(shí)去除煙氣中粉塵、S02、N0X、汞和PM2.5等污染物，凈化效率高，能耗低，對(duì)煙道等設(shè)施的腐蝕小。
[0012]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0013]—種半干法脈沖等離子體煙氣凈化系統(tǒng)，包括供煙氣流通的反應(yīng)器殼體，以及用于形成所述反應(yīng)器殼體內(nèi)部脈沖等離子體電場(chǎng)的高壓脈沖電源，其特征在于，還包括:
[0014]用于為煙氣增加水分含量的霧化水供水系統(tǒng)，所述霧化水供水系統(tǒng)設(shè)置在所述反應(yīng)器殼體的煙氣入口處；
[0015]用于檢測(cè)所述反應(yīng)器殼體內(nèi)煙氣濕度的濕度傳感器；
[0016]用于根據(jù)所述濕度傳感器的檢測(cè)結(jié)果控制所述霧化水供水系統(tǒng)的噴水量以保持煙氣相對(duì)濕度為85% -95%的控制系統(tǒng)。
[0017]優(yōu)選的，所述霧化水噴水系統(tǒng)包括分別朝向所述反應(yīng)器殼體的煙氣入口和煙氣出口的兩排霧化水噴嘴，所述霧化水噴嘴設(shè)置在所述反應(yīng)器殼體靠近煙氣入口的一端。
[0018]優(yōu)選的，所述反應(yīng)器殼體內(nèi)間隔安裝有接地極板排和放電極板排，所述接地極板排和所述放電極板排均沿平行于煙氣流動(dòng)方向布置，所述放電極板排與所述高壓脈沖電源連接。
[0019]優(yōu)選的，所述接地極板排與所述放電極板排之間的異極距為90mm-l 10mm。
[0020]優(yōu)選的，還包括用于沖洗電場(chǎng)、能夠噴出450 μπι-550 μπι直徑水滴的沖洗水供水系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)還用于控制所述沖洗水供水系統(tǒng)的噴水量。
[0021]優(yōu)選的，沖洗水供水系統(tǒng)包括設(shè)置在所述反應(yīng)器殼體頂部、能夠分別朝上和朝下噴水的兩排沖洗水噴嘴。
[0022]優(yōu)選的，所述高壓脈沖電源為直流基壓的電壓小于所述電場(chǎng)在煙氣條件下起暈電壓的50%、脈沖脈寬小于1 μ s、脈沖電壓峰值不小于90kv_110kv的脈沖加直流基壓疊加電源。
[0023]優(yōu)選的，所述霧化水供水系統(tǒng)為用于噴出平均直徑小于50 μ m霧滴的霧化水供水系統(tǒng)。
[0024]優(yōu)選的，還包括用于檢測(cè)所述反應(yīng)器殼體煙氣出口處的煙氣污染物濃度的污染物濃度傳感器，所述控制系統(tǒng)還用于根據(jù)所述污染物濃度傳感器的檢測(cè)結(jié)果控制所述高壓脈沖電源的供電頻率。
[0025]優(yōu)選的，還包括設(shè)置在所述反應(yīng)器殼體的煙氣出口收縮段、用于脫除氮氧化物的紫外光源，所述控制系統(tǒng)還用于控制所述紫外光源的開(kāi)啟和關(guān)閉。
[0026]本發(fā)明所提供的煙氣凈化系統(tǒng)，包括供煙氣流通的反應(yīng)器殼體，以及用于形成所述反應(yīng)器殼體內(nèi)部脈沖等離子體電場(chǎng)的高壓脈沖電源，還包括用于為煙氣增加水分含量的霧化水供水系統(tǒng)，所述霧化水供水系統(tǒng)設(shè)置在所述反應(yīng)器殼體的煙氣入口處；用于檢測(cè)所述反應(yīng)器殼體內(nèi)煙氣濕度的濕度傳感器；用于根據(jù)所述濕度傳感器的檢測(cè)結(jié)果控制所述霧化水供水系統(tǒng)的噴水量以保持煙氣相對(duì)濕度為85% -95%的控制系統(tǒng)。該煙氣凈化系統(tǒng)利用所述控制系統(tǒng)，控制所述霧化水供水系統(tǒng)的噴水量，將煙氣的相對(duì)濕度控制在85% -95%之間，相比傳統(tǒng)的干式反應(yīng)，提高了對(duì)多種污染物的脫除效率，同時(shí)又避免了濕法反應(yīng)技術(shù)對(duì)后續(xù)煙道等設(shè)施的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，有更好的經(jīng)濟(jì)性，適用于大規(guī)模的煙氣處理工程。
【附圖說(shuō)明】
[0027]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發(fā)明所提供的煙氣凈化系統(tǒng)一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]其中:1-煙氣進(jìn)口擴(kuò)散段、2-進(jìn)口氣流均布板、3-接地極板排、4-放電極線(xiàn)、5-污水收集、6-煙氣出口收縮段、7-出口氣流均布板、8-出口煙道連接段、9-紫外光源、10-濕度傳感、11-污染物濃度傳感、12-現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)、13-高壓脈沖電、14-沖洗水供水系、15-霧化水供水系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明的核心是提供一種半干法脈沖等離子體煙氣凈化系統(tǒng)，該煙氣凈化系統(tǒng)的凈化效率高，能耗低，對(duì)煙道等設(shè)施的腐蝕小。
[0031]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的煙氣凈化系統(tǒng)一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]在該實(shí)施方式中，煙氣凈化系統(tǒng)包括供煙氣流通的反應(yīng)器殼體，以及用于形成反應(yīng)器殼體內(nèi)部脈沖等離子體電場(chǎng)的高壓脈沖電源13。
[0034]如圖1所示，反應(yīng)器殼體的左側(cè)為煙氣入口，右側(cè)為煙氣出口，靠近煙氣入口處設(shè)有錐形煙氣進(jìn)口擴(kuò)散段1，靠近煙氣出口處設(shè)有錐形煙氣出口收縮段6以及用于連接反應(yīng)器殼體與煙道的出口煙道連接段8，反應(yīng)器殼體的底部設(shè)有污水收集斗5，污水收集斗5的底端設(shè)有排水口，脈沖等離子體電場(chǎng)布置在反應(yīng)器殼體內(nèi)，反應(yīng)器殼體的作用是形成煙氣流動(dòng)的通道和支撐電極。
[0035]脈沖等離子體電場(chǎng)的個(gè)數(shù)可以為多個(gè)，沿?zé)煔鈿饬鞣较虼?lián)布置，每個(gè)電場(chǎng)由高壓脈沖電源13供電，高壓脈沖電源13設(shè)置在反應(yīng)器殼體外部，每個(gè)電場(chǎng)均由懸掛在反應(yīng)器殼體上、間隔安裝的接地極板排3和放電極板排4組成，接地極板排3和放電極板排4均沿平行于煙氣流動(dòng)方向布置，放電極板排4與高壓脈沖電源13連接。
[0036]為了該煙氣凈化系統(tǒng)的脈沖放電過(guò)程能穩(wěn)定運(yùn)行，需要使放電極板排4保持在接地極板排3之間的中心位置。然而，由于設(shè)備的制造和安裝偏差會(huì)造成放電極板排4偏離接地極板排3之間的中心位置，而越是大型的裝置，誤差會(huì)越大。大型設(shè)備需要更大的異極距(即放電極板排4距離接地極板排3的距離)，才能保證較小的位置相對(duì)偏差，才能保證裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，但是，另一方面，越大的異極距，又需要越高電壓等級(jí)的電源來(lái)供電，增加電源設(shè)備的成本。
[0037]具體的，接地極板排3與放電極板排4之間的異極距為90mm-l 10mm，綜合考慮電場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和成本因素，異極距優(yōu)選為100mm。
[0038]另外，反應(yīng)器殼體的煙氣進(jìn)口擴(kuò)散段1的后端還設(shè)有進(jìn)口氣流均布板2，煙氣出口收縮段6的前端設(shè)有出口氣流均布板7，同時(shí)，為了保證反應(yīng)器殼體的密封性，還包括側(cè)墻和頂蓋。
[0039]該煙氣凈化系統(tǒng)還包括用于為煙氣增加水分含量的霧化水供水系統(tǒng)15，以及用于檢測(cè)反應(yīng)器殼體內(nèi)煙氣濕度的濕度傳感器10。其中，霧化水供水系統(tǒng)15設(shè)置在反應(yīng)器殼體的煙氣入口處，濕度傳感器10設(shè)置在反應(yīng)器殼體的出口煙道連接段8。
[0040]另外，該煙氣凈化系統(tǒng)還包括用于根據(jù)濕度傳感器10的檢測(cè)結(jié)果控制霧化水供水系統(tǒng)15的噴水量以保持煙氣相對(duì)濕度為85% -95%的控制系統(tǒng)。優(yōu)選的，保持煙氣相對(duì)濕度為90%效果最佳。
[0041]該煙氣凈化系統(tǒng)，為半干法脈沖等離子體煙氣一體化去除系統(tǒng)，采用氣體在高壓脈沖供電條件下，產(chǎn)生的低溫等離子體來(lái)凈化工業(yè)煙氣，可以同時(shí)去除煙氣中粉塵、S02、N0X、萊、V0C和PM2.5等污染物，利用控制系統(tǒng)控制霧化水供水系統(tǒng)15的噴水量，將煙氣的相對(duì)濕度控制在85%-95%之間，相比傳統(tǒng)的干式反應(yīng)，提高了對(duì)多種污染物的脫除效率，同時(shí)又避免了濕法反應(yīng)技術(shù)對(duì)后續(xù)煙道等設(shè)施的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，有更好的經(jīng)濟(jì)性，適用于大規(guī)模的煙氣處理工程。
[0042]具體的，霧化水供水系統(tǒng)15包括分別朝向反應(yīng)器殼體的煙氣入口和煙氣出口的兩排霧化水噴嘴，霧化水噴嘴設(shè)置在反應(yīng)器殼體靠近煙氣入口的一端。霧化水噴嘴為壓縮空氣+水的兩相流噴嘴，霧化水由霧化水