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低温等离子体催化协同治理含氨废气技术

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【技术领域】新能源与环保


【技术简介】低温等离子体技术是将高频高压施加到特殊构造的电极,产生电晕放电,得到大量的高能电子和活性基团,其与污染物分子碰撞发生离解、电离等化学反应,从而净化废气。该技术即时性强,可同时处理多种复杂组分的工业废气,适用范围广,在治理含氨废气过程中,可同时对其中的烟尘、氨气、其它污染物分子进行捕集降解。但其脱氨效率受到输入功率、氨气初始浓度、湿度、停留时间等多个因素的影响,降解效率有波动。催化氧化法处理含氨废气,是在催化剂、适宜温度共同存在的条件下,将废气中的氨气催化氧化成无污染的N2和H2O,该工艺成熟可靠,去除效率高。由于催化剂的专一性,催化氧化法仅对纯度较高的氨气有高脱除率,其中的粉尘、含S、P的污染物分子会影响催化性能。低温等离子体催化协同技术在工业废气治理方面具有良好性能,明显优于单一的低温等离子体技术或催化氧化技术,其净化效果大于两者净化效果的叠加。催化剂的引入可使低温等离子体技术操作条件更加温和、能耗进一步降低;低温等离子体产生的高能量活性粒子可降低催化反应的活化能,使得原本要在高温下使用的催化剂能够在较低温度下使用;同时降低催化剂对毒物的敏感程度,延长催化剂的使用寿命。


【主要技术指标】

(1)单套低温等离子体催化协同治理含氨废气设备处理风量为5000Nm3/h(可根据实际工况进行设备并联工作,提高系统处理风量);可高效处理含氨废气(处理效率≥95%),实验室中试阶段脱氨效率高达98%。

(2)在低温等离子体技术方面,输出电压0~-50kV连续可调;输出电流10mA~600mA连续可调;最大输出功率30kW;最大输出闪络次数10次/分(该性能远优于国外知名品牌,其电源的闪络次数为40次/分);电源可靠性高,能量利用效率高。

(3)在催化氧化技术方面,催化剂的空速≥10000h-1(该参数是指单位体积1m3催化剂可处理的废气量Nm3/h),换热器换热效率高达70%。

【技术特点】首次将低温等离子体催化协同技术应用在在工业含氨废气治理上,并且在实现高效处理含氨废气(处理效率≥95%)的同时,降低设备运行能耗。


【适用范围】电池生产、冶炼、合成氨等行业,氨气入口浓度≤20000ppm。


【专利状态】4项发明专利已授理:一种含氨废气的催化氧化处理方法及装置、一种催化氧化处理含氨废气用电加热温度控制系统及方法、一种应用于工业废气处理的催化氧化系统、一种用于氨选择性催化氧化的催化剂及其制备方法;2项实用新型专利已授权:低温等离子体废气处理系统、等离子体高频高压电源。


【技术状态】小批量生产、工程应用阶段


【合作方式】

(1)合作开发:与其他单位合作进行技术开发、市场开拓等,并共享新产品有关权益。

(2)技术服务:利用技术为其他单位提供设计开发、难题诊断及技术攻关、设备及生产线研发、工程设计等服务。


【预期效益】

经济效益:两年内累计销售收入5000万元;两年后预计年新增销售4000多万、利税近1000万元。

社会效益:可以解决高校毕业生就业10人以上;引进研究生8名,壮大单位的研发团队,提高单位的研发能力;通过本技术的推广应用,可完成环保设备的研制工作,替代进口产品,解决环境污染现状,与国家政策相一致;可推动低温等离子体技术、催化氧化技术和低温等离子体催化协同等技术的发展与进步。