[發(fā)明專利]一種基于等離子體的脫銷裝置及方法

在審

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• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113350984A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 孫寶昌;劉越;初廣文;鄒海魁;張亮亮;羅勇
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發(fā)明提供了一種基于等離子體的脫銷裝置及方法，通過選擇性吸附件(例如MOFs材料)選擇性吸附NO_X能夠降低O₂的氧化反應競爭性，在電場的作用下還原為N₂，進而本申請脫硝效率高，在一定操作條件下可達到90％及以上；突破以往依賴氧化途徑進行NO轉化的傳統(tǒng)技術，直接通過還原途徑進行NO_X的轉化，無需二次處理，簡化流程并節(jié)約物質投入；整個處理技術路線簡單，僅需電能供給，經濟性好且操作簡單；裝置占地面積小，適用于中小型設備的工業(yè)廢氣處理；提高了等離子體脫硝的應用效果。

技術領域

本發(fā)明涉及氣體吸收技術領域，更具體的，涉及一種基于等離子體的脫銷裝置及方法。

背景技術

煤電、金屬冶煉等許多工業(yè)過程會產生大量工業(yè)廢氣，其中氮氧化物作為重要組成部分會污染大氣、引發(fā)酸雨等環(huán)境問題，因此廢氣脫硝一直是環(huán)境污染治理領域關注的熱點方向。近年來，氮氧化物的治理重點領域已逐漸從電力行業(yè)過渡到非電行業(yè)，例如鋼鐵行業(yè)和化工行業(yè)。2020年前電力大氣治理還有30％任務需要完成，約259億產能，非電大氣治理還有60％任務需要完成，約1000億產能，且非電行業(yè)政策趨嚴，進程較快。綜合來看，脫硝行業(yè)仍有較大的市場空間，本技術發(fā)明的推廣應用具有極大潛力。

目前工業(yè)廢氣脫硝的主要方法分為干法和濕法兩大類。干法主要是選擇性催化還原法(SCR)和非選擇性催化還原法(SNCR),兩者分別在催化劑存在與否的情況下利用還原劑和高溫條件將NO₂還原轉化為N₂和H₂O，反應溫度需要400-1000℃，因而耗能巨大，運行成本高，同時設備投資大，雖然是目前火電行業(yè)脫硝最常見的工業(yè)化方法，脫硝效率可以達到80-90％，但其大體量和高成本不適用于中小鍋爐，在脫硝領域接下來的重點發(fā)展行業(yè)不占優(yōu)勢。其他方法，包括多孔材料吸附脫硝、電化學催化凈化脫硝、微生物法脫硝、微波脫硝等分別具有效率低、成本高、難以工業(yè)化應用等缺陷。濕法主要是利用各類吸收劑對含氮氧化物廢氣進行吸收處理，氮氧化物的主要成分是NO和NO₂。其中NO水溶性差，導致濕法脫硝效率一般僅有40-60％，通過預處理將NO轉化成NO₂，這又造成了附加資源消耗同時產生的硝酸鹽、亞硝酸鹽溶液難以再利用，引入了后續(xù)處理的新問題。其他方法還有液膜過濾法等，也存在處理效率低的缺點。目前為了提高氮氧化物的脫除效率，現在也常聯用以上方法，通過臭氧等高級氧化手段轉化NO為NO₂后再進行下一步處理，但是耗能大，且有氧化劑污染等問題。通過對于工業(yè)煙氣脫硝背景技術的對比發(fā)現，目前較主流的幾大類煙氣處理方式主要存在三類困擾：技術成熟同時經濟成本較低的方法，煙氣治理效果通常不能達到最新超低排放的標準要求；技術成熟同時可以滿足超低排放標準的方法，其成本一般較高不具備大規(guī)模推廣的經濟性；滿足超低排放標準同時經濟成本低的方法，一般尚不具備足夠的市場成熟度。等離子體技術應用于脫硝領域的研究目前主要是依靠氧化途徑且效果欠佳，脫除率僅為40％-60％，且傳統(tǒng)NTP技術在高O₂條件下，很難將NO還原為N₂，需二次處理。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于等離子體的脫銷裝置及方法，以解決現有技術存在的問題中的至少一個。

為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案：

本發(fā)明提供了一種基于等離子體的脫銷裝置，包括：

等離子體發(fā)生器，所述等離子體發(fā)生器內包括至少一個選擇性吸附件，所述選擇性吸附件用于唯一吸附氮氧化物；

其中，所述等離子體發(fā)生器的氣體進口與工業(yè)煙氣連通，所述工業(yè)煙氣包括氮氧化物和氧氣。

在優(yōu)選的實施例中，所述等離子體發(fā)生器包括相對設置的第一極板和第二極板，所述第一極板耦接第一電極，所述第二極板耦接第二電極，所述選擇性吸附件設于所述第一極板和所述第二極板之間。