低温等离子体脱硝及其复合污染控制
一、技术背景:
1、低温等离子体脱硝及其复合污染控制
  低温等离子体(Non-Thermal Plasma, NTP)主要指流光放电低温等离子体(Streamer corona discharge Non-Thermal Plasma, SNTP)和介质阻挡放电低温等离子体(Dielectric barrier discharge Non-Thermal Plasma, DNTP)。等离子体的主要功能是对颗粒物或气溶胶荷电和对污染气体氧化,通常等离子体应与后续的湿法、半干法或催化集成使用。如果需要同时实现颗粒物收集和污染气体氧化,只有SNTP技术适应,如果主要目的是实现污染气体氧化则SNTP和DNTP都可采用,但由于两类等离子体有完全不同的反应器结构及采用不同的高压电源技术,在应用过程中有很大的区别。在火电、热力、烧结、球团、焦化、焚烧、水泥、玻璃等烟气处理中都可以把等离子体与除尘、脱硫、脱硝等结合,同时实现对有机污染物、重金属、二噁英及呋喃等有害气体的净化处理。
2、燃煤电厂宽负荷超低排放运行
  目前燃煤电厂深度调峰宽负荷运行主要困难是低负荷下初NOx浓度高、SCR入口烟温低,需要过量喷氨,导致空预器堵塞及氨的泄露。集成SCR或SNCR和低温等离子体可避免以上问题,对SCR或SNCR不需要提出高的脱除效率要求也可实现超低排放,如目前NOx排放在50-80mg/m3,但需要实现20-50mg/m3以下的运行,可通过改造电除尘电源实现宽负荷运行,改造单一电场可实现15-20mg/m3的NOx降低,如果改造后三个电场电除尘在满负荷下实现45-60mg/m3或在低负荷下100mg/m3的NOx进一步降低,同时不影响电除尘的效率及电耗。如不改造电除尘而是在电除尘与脱硫塔入口烟道之间加装介质阻挡放电等离子体(DNTP)反应器,可通过采用单级或多级的DNTP反应器实现NOx的20-150mg/m3的进一步降低,减少NOx排放的绝对量与DNTP的电耗有关。
二、处理工艺
低温等离子体脱硝及其复合污染控制处理工艺图
 


原环保工艺 改造后工艺 说明
SCR+ESP+FGD SCR+ESP&SNTP+FGD 改3,4,5电场的高压电源
SCR+ESP+DNTP+FGD 在电除尘烟道加装DNTP
SCR+ESP&SNTP+DNTP+FGD 集上两工艺
SCR+ESP+FGD+WESP SCR+ESP&SNTP+FGD+WSNTP 改4,5电场及湿电的高压电源
SCR+ESP+DNTP+FGD+WESP 在电除尘烟道加装DNTP
SCR+ESP/FF+FGD SCR+ESP&SNTP+FGD 对1或2电3袋的机组可在更换布袋时将袋除尘改为等离子体除尘脱硝
SCR+ESP/FF+DNTP+FGD 在除尘烟道加装DNTP
SNCR+ESP+FGD SNCR+ESP&SNTP+DNTP+FGD 可以退出SCR系统或不增加SCR催化剂
SNCR+SCR+ESP+FGD SNCR+ESP&SNTP+DNTP+FGD
三、低温等离子体的应用及特性
  SNTP DNTP
主要反应器结构 线-板 、线-桶
可通过ESP的电源改造实现
线-桶、线-面
安装在电除尘出口的烟道
高压电源 脉冲、直流、交直流 交流
工业应用 除尘、污染气体氧化 污染气体氧化
典型案例 通过对660MW机组配套的电除尘电源改造同时实现除尘和NO氧化,氧化后的NO再利用已有的湿法脱硫脱除, 不仅可降低SCR氨耗和控制氨泄露,而且实现了宽负荷超低排放运行。 通过在75t工业锅炉原电除尘与湿法脱硫之间的烟道安装DNTP, 实现NO氧化,氧化后的NO再利用已有的湿法脱硫脱除不仅可降低SNCR氨耗和控制氨泄露,而且实现了宽负荷超低排放运行。
其他领域应用 重焦油裂解、二噁英分解、恶臭气体氧化净化、有机废气氧化、重金属氧化、NO等氧化、废水处理