電子射線輻射法煙氣脫硫技術
電子射線輻射法是日本荏原制作所于1970年著手研究,1972年又與日本原子能研究所合作,確立的該技術作為連續處理的基礎。1974年荏原制作所處理重油燃燒廢氣,進行了1000Nm3/h規模的試驗,探明了添加氨的輻射效果,穩定了脫硫脫硝的條件,成功地捕集了副產品和硝銨。80年代由美國政府和日本荏原制作所等單位分擔出資在美國印第安納州普列斯燃煤發電廠建立了一套最大處理高硫煤煙氣量為24000Nm3/h地電子束裝置,1987年7月完成,取得了較好效果,脫硫率可達90%以上,脫硝率可達80%以上。現日本荏原制作所與中國電力工業部共同實施的“中國EBA工程”已在成都電廠建成一套完整的煙氣處理能力為300000Nm3/h的電子束脫硫裝置,設計入口SO2濃度為1800ppm,在吸收劑化學計量比為0.8的情況下脫硫率達80%,脫硝率達10%。
該法工藝由煙氣冷卻、加氨、電子束照射、粉體捕集四道工序組成,其工藝流程圖如圖2所示。溫度約為150℃左右的煙氣經預除塵后再經冷卻塔噴水冷卻道60~ 70℃左右,在反應室前端根據煙氣中SO2及NOX的濃度調整加入氨的量,然后混合氣體在反應器中經電子束照射,排氣中的SO2和NOX受電子束強烈作用,在很短時間內被氧化成硫酸和硝酸分子,被與周圍的氨反應生成微細的粉粒(硫酸銨和硝酸銨的混合物),粉粒經集塵裝置收集后,潔凈的氣體排入大氣。
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脫硫、脫氮反應大致可分為三個過程進行,這三個過程在反應器內相互重疊,相互影響:
a)在輻射場中被加速的電子與分子/離子發生非彈性碰撞,或者發生分子/離子之間的碰撞生成氧化物質和活性基團。
煙氣中含有O2、H2O、N2、CO2、SO2、NO、NO2等成分,當電子束照射煙氣時,在輻射場中被加速的電子與煙氣中氣體分子如O2及水分子發生非彈性碰撞,生成具有化學反應活性的活性基團或氧化性物質
b)活性基團與氣態污染物發生反應。
活性基團或氧化性物質氧化煙氣中的SO2生成SO3,生成的SO3和高價態氮氧化物與水反應生成H2SO4和HNO3。
c)硫酸銨和硝酸銨的生成。
生成的H2SO4和HNO3與加入的NH3進行中和反應,分別生成硫酸銨和硝酸銨微粒,荷電后被捕集。此外,還可能有尚未反應的SO2和NH3,SO2與NH3反應生成硫酸銨。
該工藝能同時脫硫脫硝,具有進一步滿足我國對脫硝要求的潛力;系統簡單,操作方便,過程易于控制,對煙氣成分和煙氣量的變化具有較好的適應性和跟蹤性;副產品為硫銨和硝銨混合肥,對我國目前硫資源缺乏、每年要進口硫磺制造化肥的現狀有一定的吸引力,但在是否存在SO2污染物轉移、脫硫后副產物捕集等問題上有待進一步討論。另外廠耗電力也比較高。

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