矩陣式介質(zhì)阻擋等離子體協(xié)同吸附/催化分解脫硝裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)忮仩t脫硝技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種矩陣式介質(zhì)阻擋等離子體協(xié)同吸附/催化分解脫硝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國(guó)“煤改氣”工程持續(xù)推進(jìn)和城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市集中供暖燃?xì)忮仩t將成為城市冬季供暖的主要設(shè)備，而就此產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)排放量也會(huì)因此進(jìn)一步增加?！笆濉逼陂g國(guó)家提出的NOx總量控制指標(biāo)，且對(duì)于NOx的排放標(biāo)準(zhǔn)也在逐漸提高。因此，對(duì)于城市集中供暖鍋爐的NOx排放要求也越來越嚴(yán)格。
[0003]目前，常用的商業(yè)脫硝方法是選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，該技術(shù)通過在300-400°C煙氣中加入液氨等還原劑來還原氮氧化物。而商用SCR脫硝技術(shù)對(duì)于集中燃?xì)夤┡仩t的NOx去除存在許多限制:(I)商用SCR脫硝技術(shù)通常的反應(yīng)溫度為300-400°C，而集中燃?xì)忮仩t煙氣溫度主要在100°C左右，低于SCR技術(shù)所需的反應(yīng)溫度，需要對(duì)煙氣進(jìn)行二次升溫，增加能耗和工程費(fèi)用。(2) SCR脫硝技術(shù)主要是針對(duì)于煙氣排放量大，負(fù)荷變化大的燃煤電廠鍋爐脫硝，而集中供暖燃?xì)忮仩t煙氣負(fù)荷變化大，容量小，SCR技術(shù)無法有效解決。(3) SCR脫硝技術(shù)通常以冊(cè)13作為主要的脫硝還原劑，需要設(shè)置專門的液氨儲(chǔ)罐等存儲(chǔ)設(shè)施。對(duì)于城市供暖鍋爐而言，其占地較大，且在液氨運(yùn)輸和存儲(chǔ)過程中，有可能會(huì)造成NH3泄漏等安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種矩陣式介質(zhì)阻擋等離子體協(xié)同吸附/催化分解脫硝裝置，根據(jù)燃?xì)忮仩t煙氣排放特點(diǎn)和放要求，運(yùn)用介質(zhì)阻擋等離子體技術(shù)，以解決現(xiàn)有SCR脫硝裝置的不足，實(shí)現(xiàn)燃?xì)忮仩t的NOx去除。
[0005]該裝置包括兩組單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝反應(yīng)器，一組等離子體產(chǎn)生裝置和一套氣體分配系統(tǒng)，其中，單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝反應(yīng)器包括裝置外殼、等離子體單管反應(yīng)器、接地極引出線、高壓電極引出線和等離子體電源，裝置外殼兩端分別設(shè)有煙氣進(jìn)氣口和煙氣出氣口，煙氣進(jìn)氣口和煙氣出氣口分別外接進(jìn)氣三通閥和出氣三通閥，接地極引出線和高壓電極引出線與等離子體電源相連，等離子體產(chǎn)生裝置置于兩組單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝反應(yīng)器中間。
[0006]等離子體單管反應(yīng)器包括高壓電極、石英管反應(yīng)器、接地極、催化劑填充層和石英砂板，石英管反應(yīng)器外層為接地極，高壓電極位于石英管反應(yīng)器中間，石英管反應(yīng)器內(nèi)下部有石英砂板，石英管反應(yīng)器內(nèi)填充有催化劑填充層。等離子體單管反應(yīng)器呈矩陣式排列，每排10-100根等離子體單管反應(yīng)器，相鄰的等離子體單管反應(yīng)器間隔為3-lOcm，且每排10-100根等離子體單管反應(yīng)器共用一個(gè)等離子體電源，兩套單組單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝裝置共用一套等離子體電源。
[0007]等離子體單管反應(yīng)器中的放電介質(zhì)為石英管反應(yīng)器，管外徑為3-20cm，壁厚為2-5mm，管長(zhǎng)80-200cm;高壓電極為金屬棒或金屬管，材質(zhì)為銅、鋁、不銹鋼等，直徑為3-20mm ;接地極為鋁箔、銅箔、鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)，長(zhǎng)度為80-200cm，放電區(qū)域長(zhǎng)度為80-200cm，放電間隙為5-100mm。
[0008]在使用過程中，通過調(diào)節(jié)裝置上的進(jìn)氣三通閥和出氣三通閥，燃?xì)忮仩t產(chǎn)生的NOx首先直接進(jìn)入一組單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝反應(yīng)器中，利用催化劑填充層進(jìn)行NOxK附作用，達(dá)到95%以上的NO ,脫除，同時(shí)另一組單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝反應(yīng)器接通等離子體產(chǎn)生裝置，進(jìn)行等離子體協(xié)同催化劑分解NOx過程，NO ,被分解為NjP O2，同時(shí)實(shí)現(xiàn)催化劑的再生。之后，調(diào)節(jié)等離子體產(chǎn)生裝置的電路，將之前進(jìn)行NOx吸附的反應(yīng)裝置接通等離子體協(xié)同催化劑分解過程，而另一組裝置進(jìn)行NOx吸附，從而實(shí)現(xiàn)脫硝過程的連續(xù)運(yùn)行。
[0009]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0010](I)該裝置可以根據(jù)煙氣量和污染物的濃度調(diào)整等離子單管反應(yīng)器的數(shù)量，使得反應(yīng)裝置與煙氣量進(jìn)行匹配，達(dá)到最優(yōu)的NOx去除效果。
[0011](2)此裝置的等離子體操作過程為間歇運(yùn)行，可以有效減少運(yùn)行過程中的能量損耗。
[0012](3)該裝置簡(jiǎn)單，成本低廉，操作易行。
[0013](4)該裝置安全隱患少，易于城市冬季供暖鍋爐的安裝運(yùn)行。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的矩陣式介質(zhì)阻擋等離子體協(xié)同吸附/催化分解脫硝裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為等離子體單管反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為單組單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝裝置中等離子體單管反應(yīng)器布置示意圖。
[0018]圖中:
[0019]1-進(jìn)氣三通閥；2_單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝反應(yīng)器；3_等離子體產(chǎn)生裝置；4_出氣三通閥；5_高壓電極；6_石英管反應(yīng)器；7_接地極；8-催化劑填充層；9_石英砂板；10-煙氣進(jìn)氣口 ； 11-裝置外殼；12-等離子體單管反應(yīng)器；13-接地極引出線；14_等離子體電源；15_高壓電極引出線；16_煙氣出氣口。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的燃?xì)忮仩t脫硝方法能耗大、安全性差等問題，提供一種矩陣式介質(zhì)阻擋等離子體協(xié)同吸附/催化分解脫硝裝置。
[0022]如圖1、圖2、圖3所示，該裝置包括兩組單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝反應(yīng)器2，一組等離子體產(chǎn)生裝置3和一套氣體分配系統(tǒng)，其中，單體介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同催化劑吸附/分解脫硝反應(yīng)器