[發(fā)明專利]一種基于等離子體的脫銷裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110626052.X
• 申請(qǐng)日: 2021-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113350985A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫寶昌;初廣文;鄒海魁;張亮亮;羅勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/32
• 分類號(hào): 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，本發(fā)明利用介質(zhì)阻擋放電法形成等離子體，通過(guò)電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和介質(zhì)阻擋材料篩選，實(shí)現(xiàn)了放電均勻化和高能效的結(jié)合，且起始電壓和運(yùn)行電壓均較低，工業(yè)化生產(chǎn)更為安全。脫硝效率高，在一定操作條件下可達(dá)到90％及以上；NOx在電場(chǎng)的作用下還原為N2，突破以往依賴氧化途徑進(jìn)行NO轉(zhuǎn)化的傳統(tǒng)技術(shù)，直接通過(guò)還原途徑進(jìn)行NOX的轉(zhuǎn)化，無(wú)需二次處理，簡(jiǎn)化流程并節(jié)約物質(zhì)投入；整個(gè)處理技術(shù)路線簡(jiǎn)單，僅需電能供給，相對(duì)于其他同軸設(shè)計(jì)能耗低，經(jīng)濟(jì)性好且操作簡(jiǎn)單；裝置占地面積小，適用于中小型設(shè)備的工業(yè)廢氣處理，尤其是硝化等特定工況；提高了等離子體脫硝的應(yīng)用效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體吸收技術(shù)領(lǐng)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(shù)

煤電、金屬冶煉等許多工業(yè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量工業(yè)廢氣，其中氮氧化物作為重要組成部分會(huì)污染大氣、引發(fā)酸雨等環(huán)境問(wèn)題，因此廢氣脫硝一直是環(huán)境污染治理領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)方向。近年來(lái)，氮氧化物的治理重點(diǎn)領(lǐng)域已逐漸從電力行業(yè)過(guò)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(wù)需要完成，約259億產(chǎn)能，非電大氣治理還有60％任務(wù)需要完成，約1000億產(chǎn)能，且非電行業(yè)政策趨嚴(yán)，進(jìn)程較快。綜合來(lái)看，脫硝行業(yè)仍有較大的市場(chǎng)空間，本技術(shù)發(fā)明的推廣應(yīng)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(zhuǎn)化為N₂和H₂O，反應(yīng)溫度需要400-1000℃，因而耗能巨大，運(yùn)行成本高，同時(shí)設(shè)備投資大，雖然是目前火電行業(yè)脫硝最常見(jiàn)的工業(yè)化方法，脫硝效率可以達(dá)到80-90％，但其大體量和高成本不適用于中小鍋爐，在脫硝領(lǐng)域接下來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)不占優(yōu)勢(shì)。其他方法，包括多孔材料吸附脫硝、電化學(xué)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(yīng)用等缺陷。濕法主要是利用各類吸收劑對(duì)含氮氧化物廢氣進(jìn)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(dǎo)致濕法脫硝效率一般僅有40-60％，通過(guò)預(yù)處理將NO轉(zhuǎn)化成NO₂，這又造成了附加資源消耗同時(shí)產(chǎn)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(wèn)題。其他方法還有液膜過(guò)濾法等，也存在處理效率低的缺點(diǎn)。目前為了提高氮氧化物的脫除效率，現(xiàn)在也常聯(lián)用以上方法，通過(guò)臭氧等高級(jí)氧化手段轉(zhuǎn)化NO為NO₂后再進(jìn)行下一步處理，但是耗能大，且有氧化劑污染等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)于工業(yè)煙氣脫硝背景技術(shù)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，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(shù)成熟同時(shí)經(jīng)濟(jì)成本較低的方法，煙氣治理效果通常不能達(dá)到最新超低排放的標(biāo)準(zhǔn)要求；技術(shù)成熟同時(shí)可以滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)的方法，其成本一般較高不具備大規(guī)模推廣的經(jīng)濟(jì)性；滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)經(jīng)濟(jì)成本低的方法，一般尚不具備足夠的市場(chǎng)成熟度。等離子體技術(shù)應(yīng)用于脫硝領(lǐng)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(shù)在高O₂條件下，很難將NO還原為N₂，需二次處理。

發(fā)明內(nèi)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(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題中的至少一個(gè)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種基于等離子體的脫銷裝置，包括：

殼體；

柱狀電極，位于所述殼體中央；

第一絕緣介質(zhì)，圍設(shè)于所述柱狀電極的外側(cè)；

第二絕緣介質(zhì)，與所述第一絕緣介質(zhì)同軸設(shè)置，并且位于所述第一絕緣介質(zhì)外側(cè)，所述第一絕緣介質(zhì)和所述第二絕緣介質(zhì)之間形成隔離腔；以及

接地電極，圍設(shè)于所述第二絕緣介質(zhì)的外側(cè)表面，進(jìn)而配合所述柱狀電極接電后在所述隔離腔內(nèi)產(chǎn)生等離子體。