申请/专利权人：昆明理工大学

申请日：2018-03-28

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN108246071B

主分类号：B01D53/75

分类号：B01D53/75;B01D53/78;B01D53/60;B01D53/32;B01D53/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2018.07.31#实质审查的生效;2018.07.06#公开

摘要：本发明公开了一种可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其包括气气换热器、吸收液储存罐、旋转喷雾器、烟气混合室、可调喉口文丘里管、喷淋塔，烟气混合室设置在可调喉口文丘里管入口处，可调喉口文丘里管出口与喷淋塔连通，旋转喷雾器设置在烟气混合室入口处，吸收液储存罐通过旋转喷雾器与烟气混合室连通，气气换热器通过管道与烟气混合室连通，氧气调节室设置在气气换热器与烟气混合室之间的管道上，喷淋塔顶端的烟气出口通过气气换热器与烟囱连通，喷淋塔底部设置有吸收液排放口；该装置同时脱硫脱硝，工艺流程短，设备简单，且文丘里喉管可调，提高烟气处理效率。

主权项：1.一种可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于：包括气气换热器（2）、吸收液储存罐（5）、旋转喷雾器（6）、烟气混合室（7）、可调喉口文丘里管（8）、喷淋塔（9），烟气混合室（7）设置在可调喉口文丘里管（8）入口处，可调喉口文丘里管（8）出口与喷淋塔（9）连通，旋转喷雾器（6）设置在烟气混合室（7）入口处，吸收液储存罐（5）通过旋转喷雾器（6）与烟气混合室（7）连通，气气换热器（2）通过管道与烟气混合室（7）连通，氧气调节室（3）设置在气气换热器（2）与烟气混合室（7）之间的管道上，喷淋塔（9）顶端的烟气出口（10）通过气气换热器（2）与烟囱（12）连通，喷淋塔（9）底部设置有吸收液排放口（11）；可调喉口文丘里管（8）是在文丘里管喉管处设置有2个调节阀（13）、2个挡板（14）、支架（15）、一个以上的放电电极（17）、一个以上的介质阻挡层（18），放电电极（17）、介质阻挡层（18）通过支架（15）交替固定在喉管中心，放电电极与电源连接，2个挡板（14）通过调节阀（13）相对设置在喉管管壁上的挡板槽中，喉管管壁厚50～80mm，挡板槽深度是40～60mm，挡板为弧形板，挡板（14）厚度等于挡板槽深度，文丘里管管体为碳钢材料，内侧刷涂玻璃鳞片涂料，管体接地；喉管中心处的放电电极为棒状或管状电极，其余放电电极为管状电极，电极表面喷涂α-Al2O3，涂层厚度0.5～1mm；吸收液为水、海水或质量浓度10～20%的氨水，由旋转喷雾器（6）雾化吸收液，其中雾状吸收液在混合烟气中体积含量为10～30%。

全文数据：一种可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置技术领域[0001]本发明专利涉及大气污染控制领域，具体涉及一种可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置。背景技术[0002]脱硫脱硝一体化技术因工艺设备结构紧凑，投资和运行费用低，己成为烟气净化的发展趋势。目前，脱硫脱硝一体化技术主要有：固相吸收再生脱硫脱硝技术，如活性炭法、CuO法等，其中吸收剂再生后，物化性能下降，影响脱硫脱硝效率;气固催化脱硫脱硝技术，如SNRB法、CFB工艺等，其脱硫率、脱硝率较低，运行稳定性较差;吸收剂喷射脱硫脱硝技术，如尿素法、干式一体化NOxS〇2技术，该技术烟气停留时间较长，且脱硫脱硝率较低，只有70%〜80%;湿法烟气脱硫脱硝技术，如氯酸法、湿式络合吸收工艺等，该工艺可产生废酸，对设备腐蚀性较强;高能电子活化氧化技术，如EBA法、PPCP法等，该技术产生的平均电子能量不高，活性粒子浓度满足不了实际脱硫脱硝的需求。[0003]强电离放电过程中能产生平均电子能量高达10eV的高能电子5〜20eV，足够烟气中的大部分02、N2、H20等气体分子离解电离并行成高浓度的•0H、•0、H02•、03等活性粒子，可快速将烟气中的S02、N0x直接氧化成H2S〇4、HN〇3。但目前该技术还不够成熟，对烟气净化方面研究较少，并且无工业化应用。发明内容[0004]针对现有技术不足，本发明提供了一种运行稳定、高效脱硫脱硝的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置；可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置包括气气换热器、吸收液储存罐、旋转喷雾器、烟气混合室、可调喉口文丘里管、喷淋塔，烟气混合室设置在可调喉口文丘里管入口处，可调喉口文丘里管出口与喷淋塔连通，旋转喷雾器设置在烟气混合室入口处，吸收液储存罐通过旋转喷雾器与烟气混合室连通，气气换热器通过管道与烟气混合室连通，氧气调节室设置在气气换热器与烟气混合室之间的管道上，喷淋塔顶端的烟气出口通过气气换热器与烟_连通，喷淋塔底部设置有吸收液排放口。[0005]所述可调喉口文丘里管是在文丘里管喉管处设置有由2个调节阀、2个挡板、支架、一个以上的放电电极、一个以上的介质阻挡层，放电电极、介质阻挡层通过支架交替固定在喉管中心处，放电电极与电源连接，2个挡板通过调节阀相对设置在喉管管壁上的挡板槽中，喉管管壁厚5〇〜8〇mm，挡板槽深度是40〜6〇mm，挡板为弧形板，挡板厚度等于挡板槽深度，文丘里管管体为碳钢材料，内侧刷涂玻璃鳞片涂料，管体接地。[0006]所述喷淋塔内设置有喷头，喷头下方设置有除雾器。[0007]所述可调喉口文丘里管喉管内径0.5〜0.8m，喉管长度1〜2m。[0005]所述喉管中心处放电电极为棒状或管状电极，其余放电电极为管状电极，电极表面咳涂a-AI2O3,涂层厚度0.5〜1mm。[0009]所述介质阻挡层为表面喷涂a_Al2〇3的陶瓷管、石英管、聚四氟乙烯管或聚丙烯管，涂层厚度0.5〜1mm。[0010]所述放电电极与介质阻挡层之间的间隙为20〜30mm。[0011]所述氧气调节室调节烟气氧含量为6〜10%。[0012]所述吸收液为水、海水或质量浓度10〜20%的氨水，由旋转喷雾器雾化吸收液，其中雾状吸收液在混合烟气中体积含量为10〜30%。[0013]所述进入可调喉口文丘里管的混合烟气流量为1〜3X1〇4m3h。[0014]所述放电电极供电方式为交流电，电压5〜10kV，频率6〜8kHz。[0015]所述喷淋塔中喷淋液可采用水、钠基吸收液、氨基吸收液或海水，喷淋量为20〜40m3h;钠基吸收液为碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠或亚硫酸钠等;氨基吸收液为氨水、硫酸铵或尿素等。[0016]除尘后的烟气通过风机进入脱硫脱硝系统，烟气首先经过气气换热器降温，调节氧含量后，混合气体进入烟气混合室与雾状吸收液在烟气混合室混合后，混合烟气通过可调喉口文丘里管，在介质阻挡强电离放电作用下，混合烟气发生电离，产生高浓度活性粒子•0H、•0、脳•、〇3等），快速氧化去除SOhNOx;处理后的烟气进入喷淋塔，在除雾器上酸雾微粒或盐颗粒被捕集，由于重力及淋洗作用流入吸收液排放口，净化后的烟气则经气气换热器升温排入烟肉;淋洗液处理后可分离出酸、铵盐类等物质，剩余淋洗液回用进入喷淋系统。[0017]本发明的有益效果在于：1介质阻挡强电离放电技术对烟气进行高效脱硫脱硝，设备简单，工艺流程短；2吸收液可随烟气质量、地理条件变换，且副产品能得到有效处置；3文丘里管管径可调，在烟气浓度低、流速较小时，缩小喉管管径，增大混合烟气流速，提高烟气处理效率，同时喉管管径缩小导致放电间隙减小，可降低放电电压，减小设备能耗。附图说明[0018]图1为本发明装置结构示意图；图2为可调喉口文丘里管部分结构示意图；图3为可调喉口文丘里管喉管剖面图。[0019]图4为可调喉口文丘里管喉管管径缩小结构示意图；图5为喷淋塔结构示意图；图中:1-风机;2_气气换热器;3—氧气调节室;4_输送管;5_吸收液储存罐;6_旋转喷雾器;7-烟H昆合室;8=可调喉口文丘里管;9_喷淋塔;1〇_烟气出口；丨丨_吸收液排放口；12_烟肉；13-调节阀；14-挡板;15-支架；16-挡板槽;17_放电电极；18_介质阻挡层；19_喷头;2〇_除雾器。具体实施方式[0020]下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。[0021]实施例1:如图1-5所示，可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置包括气气换热器2、吸收液储存罐5、旋转喷雾器6、烟气混合室7、可调喉口文丘里管8、喷淋塔9,烟气混合室7设置在可调喉口文丘里管8入口处，可调喉口文丘里管8出口与喷淋塔9连通，旋转喷雾器6设置在烟气混合室7入口处，吸收液储存罐5通过输送管4、旋转喷雾器6与烟气混合室7连通，气气换热器2通过管道与烟气混合室7连通，氧气调节室3设置在气气换热器2与烟气混合室7之间的管道上，喷淋塔9顶端的烟气出口10通过气气换热器2与烟囱12连通，喷淋塔9底部设置有吸收液排放口11，喷淋塔9内设置有喷头19，喷头下方设置有除雾器20;可调喉口文丘里管8是在文丘里管喉管处设置有由2个调节阀13、2个挡板14、支架15、2个放电电极17、2个介质阻挡层18,放电电极17、介质阻挡层18通过支架15交替固定在喉管中心处，放电电极与介质阻挡层之间的间隙为25mm;中心处放电电极为棒状电极，其余放电电极为管状电极，电极表面喷涂a-Al2〇3，涂层厚度0•5mm;介质阻挡层18为表面喷涂a-Al203的陶瓷管，涂层厚度0.5mm;放电电极与电源连接，2个挡板14通过调节阀13相对设置在喉管管壁上的挡板槽16中，喉管管壁厚50mm，挡板槽深度是40mm，挡板为弧形板，圆心角为140°，挡板14厚度等于挡板槽深度，文丘里管管体为碳钢材料，内侧刷涂玻璃鳞片涂料，管体接地，可调喉口文丘里管喉管内径0.6m，喉管长度1.5m。[0022]除尘后的烟气（S021200mgm3、N0300mgm3通过风机1进入气气换热器2,经气气换热器2降温后通入氧气，调节烟气氧含量为8%;吸收液采用海水，海水由输送管4输送至旋转喷雾器6，烟气与雾状海水混合，混合烟气流量为1.5X1〇4m3h，其中雾状海水在混合烟气中体积含量为20%;混合烟气通过可调喉口文丘里管时，放电电压为5kV，频率为6.5kHz交流电），在强电离放电作用下混合烟气发生电离，喉管内产生高浓度活性粒子，快速氧化去除S02、N0x。处理后的烟气经过喷淋塔9,液滴被除雾器20捕集，在重力及海水淋洗作用下流入吸收液排放口11，喷头19喷淋量为40m3h;净化后的烟气S〇2去除率大于90%、N0去除率大于90%经气气换热器2升温排入烟囱12;淋洗液经海水稀释后，可直接排放。[0023]实施例2:本实施例装置结构同实施例1，不同在于：可调喉口文丘里管8喉管内径0.8m，喉管长度2m;喉管管壁厚80tnm，挡板槽深度是60mm，挡板为弧形板，圆心角为120°，喉管中的放电电极均为管状电极，电极表面喷涂a-Al2〇3,涂层厚度1mm;介质阻挡层18为表面喷涂a-Al2〇3的聚四氟乙烯管;介质阻挡层表面喷涂a-AI2O3,涂层厚度1mm;放电电极与所述介质阻挡层之间放电间隙为30mm。[0024]除尘后的烟气S022000mgm3、N0300mgm3通过风机1进入气气换热器2,经气气换热器2降温后通入氧气，调节烟气氧含量为9%;吸收液采用质量浓度20%的氨水，氨水由输送管4输送至旋转喷雾器6,烟气与雾状氨水混合，混合烟气流量为2X104m3h，其中雾状氨水在混合烟气中体积含量为10%;旋转调节阀13,使挡板14下移40mm，文丘里管喉管直径缩小;混合烟气通过可调喉口文丘里管时，放电电压为8kV，频率为8kHz交流电），在强电离放电作用下混合烟气发生电离，喉管内产生高浓度活性粒子，快速氧化去除S02、N0x。处理后的烟气经过喷淋塔9,液滴被除雾器20捕集，在重力及硫酸铵淋洗液淋洗作用下流入吸收液排放口11，喷头19喷淋量为30m3h;净化后的烟气S02去除率大于95%、NO去除率大于90%经气气换热器2升温排入烟囱12;淋洗液中含有硝酸铵、硫酸铵等副产品，经分离后可用作肥料，分离液即稀淋洗液可回用至喷淋塔。[0025]实施例3:本实施例装置结构同实施例1，不同在于:可调喉口文丘里管8喉管内径o.6m，喉管长度1m;喉管管壁厚60irnn，挡板槽深度是50mm，挡板为弧形板，圆心角为13〇°，喉管中的放电电极均为管状电极，电极表面喷涂a-Ah〇3,涂层厚度〇.5mm;介质阻挡层18为表面喷涂a-A1203的石英管;介质阻挡层表面喷涂a-Al203，涂层厚度〇.8mm;放电电极与所述介质阻挡层之间放电间隙为25mm。[0026]除尘后的烟气（S021000mgm3、N0200mgm3通过风机1进入气气换热器2,经气气换热器2降温后通入氧气，调节烟气氧含量为6%;吸收液采用质量浓度10%的氨水，氨水由输送管4输送至旋转喷雾器6，烟气与雾状氨水混合，混合烟气流量为3X104m3h，其中雾状氨水在混合烟气中体积含量为30%;旋转调节阀13,使挡板14下移30mra，文丘里管喉管直径缩小;混合烟气通过可调喉口文丘里管时，放电电压为6kV，频率为7kHz交流电），在强电离放电作用下混合烟气发生电离，喉管内产生高浓度活性粒子，快速氧化去除S〇2、N〇x。处理后的烟气经过喷淋塔9,液滴被除雾器20捕集，在重力及水的淋洗作用下流入吸收液排放口11，喷头19喷淋量为20m3h;净化后的烟气（S02去除率大于90%、N0去除率大于9〇%经气气换热器2升温排入烟肉12;淋洗液中含有硝酸铵、硫酸铵等副产品，经分离后可用作肥料，分离液即稀淋洗液可回用至喷淋塔。[0027]以上描述了本发明的基本原理。凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，应属本发明权利要求的涵盖范围。

权利要求：1.一种可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于：包括气气换热器2、吸收液储存罐（5、旋转喷雾器6、烟气混合室（7、可调喉口文丘里管（8、喷淋塔9，烟气混合室（7设置在可调喉口文丘里管8入口处，可调喉口文丘里管8出口与喷淋塔9连通，旋转喷雾器6设置在烟气混合室7入口处，吸收液储存罐5通过旋转喷雾器6与烟气混合室（7连通，气气换热器2通过管道与烟气混合室（7连通，氧气调节室（3设置在气气换热器2与烟气混合室（7之间的管道上，喷淋塔9顶端的烟气出口10通过气气换热器2与烟囱（12连通，喷淋塔9底部设置有吸收液排放口（11。2.根据权利要求1所述的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于:可调喉口文丘里管（S是在文丘里管喉管处设置有由2个调节阀（13、2个挡板（14、支架15、一个以上的放电电极（17、一个以上的介质阻挡层（18，放电电极（17、介质阻挡层18通过支架（15交替固定在喉管中心处，放电电极与电源连接，2个挡板（14通过调节阀13相对设置在喉管管壁上的挡板槽中，喉管管壁厚50〜80mm，挡板槽深度是40〜60麵，挡板为弧形板，挡板I4厚度等于挡板槽深度，文丘里管管体为碳钢材料，内侧刷涂玻璃鱗片涂料，管体接地。3.根据利要求1所述的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于:喷淋塔9内设置喷头（19，喷头下方设置有除雾器20。4.根据利要求1所述的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于:可调喉口文丘里管8喉管内径0.5〜0.8m，喉管长度1〜2m。5.根据利要求2所述的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于:喉管中心处放电电极为棒状或管状电极，其余放电电极为管状电极，电极表面喷涂a-Al203,涂层厚度0.5〜1_。6.根据利要求2所述的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于:介质阻挡层（18为表面喷涂a-Ah〇3的陶瓷管、石英管、聚四氟乙烯管或聚丙烯管，涂层厚度〇.5〜1mm〇7.根据利要求2所述的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于:放电电极17与介质阻挡层（18之间的间隙为20〜30臟。8.根据利要求1所述的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于:氧气调节室3调节烟气氧含量为6〜10%。9.根据利要求1所述的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于:吸收液为水、海水或质量浓度10〜2〇%的氨水，由旋转喷雾器6雾化吸收液，其中雾状吸收液在混合烟气中体积含量为10〜30%。10.根据利要求1所述的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于:进入可调喉口文丘里管的混合烟气流量为1〜3X104m3h。11.根据利要求2所述的可调喉口文丘里管强电离放电脱硫脱硝装置，其特征在于：放电电极17供电方式为交流电，电压5〜10kV，频率6〜8kHz。

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