CN1017775B - 辐射处理废气的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种用辐射进行废气处理的方法及其装置。
在有氨存在的条件下，对含SOx和/或NOx的废气处理过程中，废气先经辐射产生微粒，然后送入电除尘器再从那里送至机械过滤装置。
Description
本发明涉及一种去掉含有SOX和/或NOX的废气中有害成分的方法，即在废气中加入氨，然后用电离辐射线或紫外线照射。
在先有技术中，在含有SOx和/或NOx等有害成分的废气中，加入一定量的氨，经辐射处理，便可将有害成分以硫酸铵和/或硝酸铵的形式收集起来。在这个过程中，电除尘器或袋式过滤器如集尘过滤器等诸如此类的设备单独地被使用去收集硫酸铵或硝酸铵的固体微粒。
参照附图中的图1，将描述先有技术的一个例子。由锅炉1产生的废气中含有SOx和/或NOx的气体经冷却塔或热交换器2冷却;通过加氨管3将氨加入废气中，然后将废气送至反应器5，用电子射线发生器或其它辐射源4发出的电子射线或其它射线对废气进行照射，使SOx和/或NOx转变成硫酸铵和/或硝酸铵的固体微粒，这些微粒可用电除尘器收集。
根据废气量和所含SOx和/或NOx的浓度计算加氨量
加氨量＝KQ[（NOx）+2（SOx）]
上式中，K为加氨常数，由脱硫率或脱氮率（denitra-tion efficiency）来确定。例如，假设，脱硫率和脱氮率均为100%，则K为1.Q为废气量，（NOx）为入口处NOx浓度，（SOx）为入口处SOx浓度。
如果由于废气发生器运行中发生变化，SOx和/或NOx也会随之变化，SOx和/或NOx浓度越高，或脱硫率和/或脱氮率越高，需氨量就愈大。因此，所加氨的绝对值增加以便满足这种变化。然而，在一定运行条件下，可能会出现不能满足废气处理装置所需条件的情况，如有害成分去除率下降，或过量氨漏泄等等。
举一实际例子，进口处SOx浓度为1，000ppm，进口处NOx浓度为200ppm，从上面等式中，为了将全部有害成分以硫酸氨和硝酸铵的形式收集起来，加氨量为2200ppm。如果脱硫率和脱氮率分别为90%，理论加氨量大约为2，000ppm。换言之，当脱硫率和脱氮率分别在90%～100%之间时，加氨量大约在2，000～2，200ppm之间，从而产生200ppm的差值。进一步说，如进口SOx浓度增至2，000ppm，对于90%的脱硫率和脱氮率，加氨量需增至约3，800ppm。然而，由于废气从锅炉到处理装置需要的时间和SOx和NOx检测器的响应时间等因素影响。将出现未反应的SOx和NOx体积增加和此装置不能满足其作为环境保护装置所需条件的情况。相反地，加氨量减少，漏泄氨量增加。环境保护装置的条件因特定环境而异;因此，严格的条件通常地被要求：如要求脱硫率达90%或更高和脱氮率为80%或更高，最大氨漏泄量为10～50ppm。
此外，由于在反应器5中加入氨后，经辐射处理，产生的硫酸铵和/或硝酸铵以极小粉末状粒子的形式存在，它具有较高粘度和吸湿性，所以对集尘器6的选择要仔细考虑。在先有技术中，电除尘器或袋式过滤器被单独用作集尘器。所收集的象硫酸铵和硝酸铵这样的微粒具有这样一种特殊性质，即这些微粒彼此相互凝聚形成较大的颗粒，而且具有较高粘度。然而，就使用集尘过滤器如袋式过滤器而论，由于短时间内，过滤阻力增加，必然产生各种改进，如过滤面积的过分扩大或需在进入袋式过滤器前的废气中加入硅藻土或粘土等物质。这些改进增加了设备和运行费用，这不是所希望的。
当然，在电除尘器内不会象袋式过滤器那样一过滤阻力增加。然而，为了收集这些微粒，集尘器中废气的速度必须降低，但这将增加设备费用。例如：为了维持10mg/Nm3或更小的尘埃控制值，电除尘器内的速度必须为0.3m/sec或更小。因此，为了维持外泄尘埃控制值，单独使用电除尘器
或袋式过滤器是不经济的。
本发明涉及一种处理含有SOx和/或NOx有害成分的废气的方法，该方法包括：在有氨存在条件下，用电离射线或紫外线照射废气而产生固体微粒。首先用电除尘器处理废气，然后，进一步用机械过滤器处理它。本发明还涉及到一种废气处理装置，该装置用于处理，在有氨存在的条件下，经辐射处理含有SOx和/或NOx的有害成分的废气时产生的固体微粒，这种装置包括：电除尘器和置于电除尘器之后的机械过滤器。
本发明的发明者正在改进从含有硫酸铵和/或硝酸铵微粒的反应气中除去固体颗粒的方法，这些硫酸铵和/或硝酸铵的微粒是在有氨存在的条件下，辐射处理含有SOx和/或NOx的有害成分的废气时产生的。在改进这个方法时，发明者们发现，先用电除尘器再用机械过滤器处理废气，可以极其有效地和经济地除去固体微粒。发明者们还发现用机械过滤器收集的固体微粒能吸附SOx和氨，因此，可用已形成的化合物如硫酸铵的微粒作为媒介除去SOx和氨。
图1说明一先有技术的原理。
图2说明一本发明的原理。
下面将详述本发明
本发明的要点之一是这样一种方法，即在有氨存在的条件下，辐射处理含有SOx和/或NOx有害成分的废气，产生硫酸铵和/或硝酸铵固体微粒的方法。关于这个方法，可以采用先有技术的方法。
在有氨存在的条件下，用电离射线或紫外线照射含有SOx和/或NOx有害成分的废气所产生的固体微粒是非常小的粒子，它具有高的粘度和吸湿性。为了单独使用电除尘器收集这样小的粒子以便使废气满足尘埃控制值的要求，电除尘器内的气体流速必须保持很低，如0.3m/sec。因此，需要一个大的电除尘器。
如果单独使用机械过滤器如袋式过滤器收集固体粒子。如上所述，当数量很大时，由于颗粒粘度或有凝聚趋势，会引起短时间内过滤阻力增加，需要大的过滤面积。在本发明中，由于机械过滤器置于电除尘器的出气端，因此，允许有1～3m/sec较高的气流速度，而且于此处只有少量的微粒进入，不会在短时间内引起机械过滤器的过滤阻力增加，从而避免需要大的过滤面积。
关于机械过滤器，无论袋式过滤器、薄膜过滤器还是其它类型过滤器均可使用，若考虑再用能力，袋式过滤器更可取。关于过滤速度，在袋式过滤器入口处的固体颗粒浓度为0.1～1g/m3的情况下，流速为0.5～2m/min（＝1.7～6.7ft/min）;浓度为5～10g/m3情况下，流速为0.3～0.5m/min（＝1～1.7ft/min）。
如上所提，本发明中的电除尘器内气体流速可保持在大约1～3m/sec，比先有技术只用一个电除尘器的方法高大约3-10倍。因此，电除尘器的体积可减小1/3。因此可以使集尘器安在机械过滤器的外壳内。
在普通电除尘器内，其出口处有若干mmAg的压力降来调整气流。而在袋式过滤器内，过滤表面上的△P，即压力降，高达100～150mmAg，所以，在装有电除尘器的袋式过滤器内，可以去掉整流器。换言之，可以使用更简单的电除尘器。
下面参照图2对本发明加以说明。
由锅炉1产生的含有SOx和/或NOx的废气经冷却塔或热交换器2冷却，从加氨管3加入所需氨量，然后送至反应器5，在这里用来自电子射线发生器的电子射线或来自紫外线源4的其它射线对废气进行照射，废气中所含SOx和/或NOx大部分被转变成硫酸铵或硝酸铵的固体颗粒被送出。首先进入电除尘器7，其次进入机械过滤装置8，从而收集固体颗粒并保留未反应成分。废气通过热交换器2从烟囱释放到外界。
下文举出本发明的实施例，但并不于限制本发明。
实施例1
在流量为7，000m3/hr的废气中含有SO2的浓度为1405ppm，NOx的浓度为271ppm，用辐射剂量为1.8mrad电子束进行处理，反应器的温度为60～80℃，将废气依次送入电除尘器和袋式过滤器。
实施例2
当上面的SO2、NOx和废气流量分别为874ppm，234ppm和6，700m3/hr时，如氨量调到1，982ppm。
实施例1和2中电除尘器和袋式过滤器速度分别为1.1m/sec和0.5m/min。
从电除尘器出口处SO2和NH3的浓度与袋式过滤器出口处SO2和NH3的浓度间关系可很明显地看出，SO2和NH3的反应发生在袋式过滤器内，且有害成分被进一步去掉，这是一个惊人的结果，但可以理解，因为袋式过滤器收集的固体颗粒又有效地吸附了未反应的SO2和NH3，并利用这些固体颗粒加强SO2和NH3的反应。
表 1
废气条件 加氨量 电除尘器出口 袋式过滤器出口
17PPm
SO21405PPm 157PPm （脱硫率98.8%）
54ppm 54PPm
NOx 271PPm （脱氮率80%）
NH33080PPm 473PPm 9PPm
除尘 约300mg/Nm310g/Nm3或更少
实施例2
当上面的SO2、NOx和废气流量分别为874ppm，234ppm和6，700m3/hr时，加氨量调到1，982ppm。
表 2
废气条件 加氨量 电除尘器出口 袋式过滤器出口
12PPm
SO2874PPm 76PPm （脱硫率98.6%）
23ppm 23PPm
NOx 234PPm （脱氮率90%）
NH31，982PPm 343PPm 2PPm
100mg/Nm310g/Nm3
或更大 或更小
Claims (1)
1、一种至少含有SOX和NOX成分之一的废气处理方法，其特征在于包括下列步骤：
在废气中加入氨，然后用电离辐射线或紫外线照射，由此产生出包含有固体微粒的气体反应物；该反应气体以约1-3m/see的气体流速通过电除尘器，使得微粒聚合为粒子；从该电除尘器中去除该聚合为粒子的主要部分；然后该气体以大约0.3-2m/min速度从该电除尘器流入一个机械过滤装置，这时剩余的没有反应的SOX有害成分与剩余的氨产生附加的粒子；由该机械过滤装置去除这些粒子；释放该气体离开机械过滤装置到大气中。
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