等离子法同时脱硫脱硝技术


等离子法是一种干法脱硫技术,利用的是高能电子的活化氧化作用。已有的等离子技术有:电子束法、脉冲电晕法、流光放电技术及微波诱导等离子法。其中电子束法的处理流程是燃煤锅炉排出的烟气经电除尘后进入冷却塔,在塔中由喷雾水冷却到6570℃,然后在反应器中接受高能电子束照射,使烟气中的N2O2和水蒸气等形成大量的自由基和各种激发态的原子、分子等活性物质,它们将烟气中的SO2NO氧化为SO3NO2。这些高价的硫氧化物和氮氧化物可与水蒸气及事先注入反应器的氨气(接近化学计量比的氨)反应,生成硫铵和硝铵,净化后的烟气经烟囱排放。目前波兰Pomorzany电厂电子束装置已安装成功,其可达到80%的脱硝率和90%的脱硫率。缺点是需要大功率长期稳定工作的电子枪,价格比较昂贵、电能消耗比较高。

于是在电子束法的基础上进行改进,产生了脉冲电晕法,它利用高压电源电晕放电代替加速器电子束来产生等离子体。Mizuno1984)最早用脉冲电晕放电对模拟烟气进行脱除SO2的实验。2000年,我国工程物理研究院在自备电厂进行了工业性试验,在能耗<5W·h/m3(标)的条件下,NOxSO2的脱除率分别为50%85%以上。在意大利该技术还进行了规模较大的工业性试验,其问题亦在于高能耗,约占电厂总发电量的5%

电子束法和脉冲电晕法都受限于电源,而流光放电等离子体技术则克服了这个弊端。它是利用正极性发电,在相似的电极结构和电压水平条件下,利用流光头表面产生的高能电子冲击化学键,产生自由基离子,从而引发脱硫脱硝反应。

此外,微波诱导等离子法已用于高效脱硫的研究,反应过程中产生的固体是硫铵化肥,无二次污染。其原理是在含有的烟气中加入NH3,烟气中的SO2分子、NH3分子和其它气体分子在微波诱导等离子区被高能电子撞击,形成自由基或离子,进而形成硫铵化肥。此技术尚处于实验室研究阶段,模拟烟气的实验脱硫效率可达96%,对于脱硝的效果尚未见报道。