利用低温等离子反应器 进行脱硫脱氮的工艺 本发明涉及一种低温等离子反应过程，在此反应过程中，可同时去除热电厂、钢铁厂及其他工厂和车间排放的废气中的含硫的酸性气体(SO2)和氮氧化物(NOx)。尤其涉及在低温等离子反应器中置有一个或多个冷凝器，从而大大地改善了脱硫、脱氮效果的这样一种工艺过程。本发明具有以下优点：提高脱硫、脱氮率，防止低温腐蚀，扩宽了操作温度范围，降低电耗；节省操作费用，控制二次废水的生成量；减小反应器的尺寸等等。
去除烟道气(废气)中所含的SO2和NOx的传统的低温等离子反应过程是通过如图1所示的低温等离子反应器进行的，其过程如下：
1>工业锅炉排放的废烟道气通过换热器1冷却至110℃或更低，然后送入反应器2；
2>通过喷嘴4喷出的雾状水，将反应器2中的烟道气冷却至80℃或更低；
3>从脉冲发电机5发出的高压脉冲电能经各阳极通至低温等离子反应器，此反应器与工业用集尘器类似，是由电极3和3’及集尘室6所组成。脉冲电在阳极产生电子放电，同时在反应器内部空间也就充满了很强的电子；
4>反应器2中的电子，与氧气，水蒸汽、氮气等(烟道气中的主要气态分子)相撞产生具有很强氧化力的原子团，该原子团将SO2和NOx转变成气溶胶形式的酸性盐；
5>酸性盐的气溶胶，颗粒增大，与加进反应器的氨进行反应，转化成大小约1微米成颗粒状地中性盐，并被收集在电集尘器6中。
上述几步工艺过程中，最重要的是酸性盐和中性盐的生成过程，这些过程决定了通过使用低温等离子反应器脱硫，脱氮这一已知方法所需要的电能。为了便于反应的进行，送入反应器的废气的温度是通过向装在反应器入口处或内部的换热器1内喷水或者喷雾化水来吸收盐而降至80℃或以下的。
然而，按目前的(即上述)工艺过程，当烟道气以80℃或更低时送入反应器时，带来以下问题：
1>SO2转变为硫酸，从而加速低温腐蚀；2>通过反应器前部的换热器冷却大量的烟道气，其费用可观。用喷嘴喷射水在反应器内生成盐有许多后果：1>由于水分布的不均匀。在反应器内部的各位置，其盐的生成是变化的；2>由于喷嘴腐蚀，水供应常发生中断；3>由于酸性液滴的飞溅，造成反应器自身的腐蚀；4>喷水产生二次废水；5>由于反应器内装有的水喷射系统占据体积，迫使反应器的尺寸增大。
为解决上述诸如此类的问题，本发明如图2所示，使用内部装有冷凝器的低温等离子反应器进行脱硫，脱氮，而不必要进行废烟道气的预冷却，不论此冷却是利用换热器，还是在反应器内进行喷水。
根据本发明的脱硫、脱氮工艺过程，工业锅炉排出的废烟道气被送入低温等离子反应器2，供给反应器2的废烟道气的水份在置于反应器内的冷凝器9的表面上冷凝，并且在冷凝的液珠及液膜上发生盐的生成和中和反应过程，上述过程中，冷却水通过供应装置10不断地供给反应器。
在本发明的低温等离子反应器中，其冷凝器安装条件如下：
1>冷凝器的大小应几乎充分覆盖反应器内部所有垂直表面，以便冷凝与反应器各面接触的烟道气中所含的全部水份；
2>如图2所示，冷凝器安装在所有电极的后面；
3>根据反应器的大小，冷凝器可设一组，两组或多组。
当反应器尺寸较大时，配置的冷凝器越多，其脱硫、脱氮效果越好，因此，冷凝器的大小和数量可根据反应器的大小来合理配置。然而，若冷凝器太大，或数目太多，当送入反应器的废烟道气温度要降低数十度时，或若需使用大量的冷却水时，则几乎不能期望改进的低温等离子脱硫、脱氮系统其性能超越传统的脱硫、脱氮系统。此外，若冷凝器的安装造成较大的压降，将势必增加能耗，削弱了反应器在经济上的可行性。因此，适当调整冷凝器的大小和配置数目并控制冷却水的用量是最为可取的工艺，这样，在反应室内部的温度下降至110℃或更低并且保持压降不超过100mmA的条件下，能够冷凝废烟气中所含的水份。
为何冷凝器安装在电极后面，而不是象传统的低温等离子反应器那样将冷却水喷射器安装在电极前面呢？其原因是要通过电极产生的电子将含硫酸性气体和氮氧化物转变成酸性盐，随后再将其转变成中性盐。换言之，若冷凝器装在电极前面，则无法接触到酸性盐，这样就完全不能够使得酸性盐变成中性盐了。
综上所述，本发明装备有冷凝器的低温等离子反应器其优点如下：
1>以往的换热器和喷射器系统必须安装在反应器的前部以便促进盐的生成，但在本发明的工艺过程中，反应器内部的冷凝器自身能够执行所有这些功能。
2>由于在本发明中冷凝器的目的不是降低烟道气的温度，而是就地冷凝烟道气中的水份，反应器的操作温度可达110℃，而不是传统所要求的80℃，从而可免除低温腐蚀的担忧。
3>由于在冷凝器表面均匀分布地发生通过液珠或液膜的盐的吸收反应，而不是依靠喷水(它不能保证有均匀的空间分布)来进行吸收反应，所以吸收效果得以大大改善。
4>在传统的喷水系统中需要大量的水，其后果是进一步产生废水，而本发明不向反应器中额外加水，因此不产生二次废水。
5>传统的喷水系统需占据大的空间，但本发明的冷凝器所占据反应器的体积最小。
6>在本发明的中，装置的脱硫、脱氮率较之不带冷凝器的传统的低温等离子脱硫、脱氮装置有显著地提高。
图1是传统的低温等离子反应器示意图。
图2是本发明的低温等离子反应器示意图。
图3是本发明装有多个冷凝器的低温等离子反应器的剖面图。
图4是本发明最佳实施例1的实验结果曲线图。
附图中代码指代的器件名称如下：
1．换热器
2．低温等离子反应器
3．3’，电极
4．喷嘴
5．脉冲发电机
6．电集尘器
7．废气排风机
8．直流发电机
9．冷凝器
10．冷却水供应装置
下面，依据最佳实施例进一步描述本发明。
实施例1：
本发明的此实施例是在使用等离子反应器脱硫、脱氮的中试工厂装置建立之前的小型反应器上进行的，其目的是检验前述的在等离子反应器中冷凝作用对NOx脱除能力的实际效果。
为比较内置冷凝器的反应器与未置冷凝器的反应器二者NOx的脱除率，这个实验是使用小型等离子反应器进行的，该反应器具有处理含200ppm NOx的20Nm3／hr气体的能力，其脉冲频率60赫(Hz)；脉冲持续时间1000钠秒(nsec)
实验结果见图4。
如图4所示，置冷凝器的反应器其NOx的脱除率远高于未置冷凝器的反应器，而后者，即使反应器的电压提高至50KV(最大值)，其NOx的脱除率不超过15％的水平。
因此可通过此实例确定，反应器内置冷凝器可显著提高NOx的脱除率。
实施例2
举这个实施例，是为了比较内置冷凝器的反应器与未置冷凝器的反应器之间的脱硫、脱氮的效果。
实验是在反应器内部置有冷凝器的中试试验设备(本发明)与未内置冷凝器的反应器(意大利国家发电厂)中进行的，表1同时列出了实验条件和实验结果。
表1实验结果的比较
项目 具有冷凝器的反应 没有冷凝器的反应器
器(本发明) (意大利国家电厂)
气体处理量： 2，000Nm3／hr 1，000Nm3／hr
电压： Max：100KV Max：100KV
脉冲持续时间： 脉冲持续时间：
1000nsec 1000nsec
脱硫， 脱硫：95％ 脱硫：80％
脱氮率： 脱氮：85％ 脱氮：55％
操作温度： 170℃ 80℃
电能需求 3Whr／NM3 12～15Whr／NM3
(每单位处理 或以下
气体量)：
根据表1可确定，在相同电压条件下，内置冷凝器的反应器较之未置冷凝器的反应器，显示出具有较高的脱硫、脱氮率、且耗电少，并可在较高温度下完成其功能。因此，使用本发明的反应器可避免低温腐蚀的侵扰。