1 　電子束法(EBA)

電子束法(EBA) 是一種物理與化學(xué)原理相結(jié)合的脫硫脫硝技術(shù)。它是利用電子加速器產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的自由基等活性物質(zhì),把煙氣中的SO2 和NO 氧化為SO3 和NO2 ,這些高價(jià)的硫氧化物和氮氧化物與水蒸氣反應(yīng)生成霧狀的硫酸和硝酸,并與加入的NH3 反應(yīng)生成硫銨和硝銨,脫硫、脫硝同時(shí)完成,達(dá)到凈化煙氣的目的。

早在1970 年,日本首先開始電子束脫硫技術(shù)的研究,并于1977 年建成第一個(gè)工業(yè)示范基地。隨后美國和德國也相繼開展這方面的研究工作。20 世紀(jì)80 年代末期,日本茬原公司(Ebara ) 和原子能研究所(JAERI) 將該技術(shù)應(yīng)用到煙氣同時(shí)脫硫脫硝的研究中。目前,日本高崎的日本原子能研究所(JAER) 、日本藤澤的茬原公司、波蘭華沙的核化學(xué)與技術(shù)研究所和德國卡爾斯魯厄的KFK實(shí)驗(yàn)中心在該技術(shù)方面研究最為成熟,而且現(xiàn)在均在進(jìn)行改革工藝和降低能耗方面的完善工作。在我國,成都熱電廠于1997 年引進(jìn)該技術(shù),實(shí)際運(yùn)行脫硫率86. 8 % ,脫硝效率17. 6 %。中國工程物理研究院環(huán)保工程研究中心自主開發(fā)的電子束氨法脫硫脫硝技術(shù), 目前已經(jīng)完成了中試,并在中國和波蘭都有工業(yè)裝置的示范運(yùn)行。

2 　脈沖電暈等離子體技術(shù)(PCDP)

脈沖電暈等離子體技術(shù)是在電子束法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。該法和電子束法均屬于等離子體法, 不同的是脈沖電暈法利用高壓脈沖電源放電獲得活化電子, 來打斷煙氣氣體分子的化學(xué)鍵從而在常溫下獲得非平衡等離子體,即產(chǎn)生大量的高能電子和O、OH 等活性自由基,進(jìn)而對工業(yè)廢氣中的氣體分子進(jìn)行氧化、降解等反應(yīng),使污染物轉(zhuǎn)化;再與注入的氨產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),產(chǎn)生硫銨、硝銨及其復(fù)鹽的微粒,可顯著提高SO2 和NOX 的脫除率以及除塵效率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝和除塵一體化。

自1986 年Masuda 等人發(fā)現(xiàn)電暈放電可以同時(shí)脫除NOX 和SO2 以來,該法由于具有設(shè)備簡單、操作簡便,顯著的脫硫脫硝和除塵效果以及副產(chǎn)物可作為肥料回收利用等優(yōu)點(diǎn)而成為國際上脫硫脫硝的研究前沿。該技術(shù)最大的問題亦在于高的能耗(約占電廠總發(fā)電量的5 %) 。另外,該法在如何實(shí)現(xiàn)高壓脈沖電源的大功率、窄脈沖、長壽命等問題上仍有很多工作要做。

3 　流光放電等離子體同時(shí)脫硫脫硝

流光放電等離子體是一種新型的高頻高壓交直流疊加流光放電等離子體脫硫脫硝一體化技術(shù)。該法利用正極性發(fā)電,在相似的電極結(jié)構(gòu)和電壓水平條件下,利用流光頭表面產(chǎn)生的高能電子,可以打開化學(xué)健,激發(fā)產(chǎn)生OH·、O·等氧化性極強(qiáng)的自由基,繼而實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝、氧化亞硫酸鹽等目的。該法由于采用電力電子半導(dǎo)體高頻開關(guān)器件及高頻開關(guān)電源技術(shù),克服了原有電子束和脈沖電暈方法的電源無法工業(yè)化應(yīng)用的弊端,具有良好應(yīng)用前景。目前在荷蘭、日本、韓國和中國都進(jìn)行著10 - 100 kW 工業(yè)性示范研究,然而要實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化, 需要解決的2 個(gè)核心技術(shù)問題是大容量的等離子體系統(tǒng)和優(yōu)化的等離子體處理工藝。

4 　電催化氧化法(ECO)

電催化氧化技術(shù)( ECO) 是近幾年發(fā)展起來的一種重要的潔凈燃煤技術(shù)。該技術(shù)的核心部分是ECO 反應(yīng)器,它通過電極和催化材料的作用產(chǎn)生超氧自由基(·O2) 、H2O2 、羥基自由基(·OH) 等活性基團(tuán),從而對SO2 和NOX進(jìn)行氧化,在氨氣存在的情況下生成氨鹽而沉降下來。

目前在美國俄亥俄州南方的R. E. Burger 燃煤電廠已經(jīng)安裝了ECO 的商業(yè)化運(yùn)行系統(tǒng),通過用煙煤和次煙煤混合進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),ECO 系統(tǒng)可以去除95 %以上的SO2 ,90 % 的NO ,汞的去除率也超過了80 % ,PM 3. 0 (主要是懸浮顆粒) 的去除率95 %。最近,岑可法等人提出了一種基于直流電暈放電自由基簇射的ECO 方法。該法的優(yōu)點(diǎn)在于采用帶噴嘴的放電電極,使電極氣從噴嘴噴出射入反應(yīng)器,大大提高電極氣被分解的概率,從而產(chǎn)生更多的活性物質(zhì)。另外,由于電極氣在噴嘴口附近形成射流,使煙氣無法進(jìn)入電暈區(qū), 由電子與煙氣中主要分子的碰撞而導(dǎo)致的能量損耗大大減少,能量利用率也隨之提高。

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