電廠脫銷技術(shù)

1、電廠脫銷技術(shù)第一節(jié) 概述一、NOx生成機(jī)理本節(jié)簡要分析燃煤過程中NOx生成機(jī)理和影響因素，大量研究認(rèn)為，燃燒過程中生成的NOx有三種類型：熱力型、快速型和燃料型。影響燃燒中NOx生成的因素有燃料特性如煤種、含氮量、含氮物質(zhì)結(jié)構(gòu)顆粒粒徑等；運行條件如燃燒方式、負(fù)荷、溫度、氧量、反應(yīng)（停留）時間等。1熱力型NOx熱力型NOx主要源于燃燒過程中溫度高于1800K時氮氣被氧化成NO，反應(yīng)機(jī)理如下：N2+O = NO+N (11-1)N+O2 = NO+O (11-2)N+OH = NO+H (11-3)前兩個式子稱為捷里德維奇(Zeldovieh)模型，這三個式子一起稱為擴(kuò)大的捷里德維奇模型。其生成過

2、程是一個不分支連鎖反應(yīng)。氮原子只能從（11-1）式子中產(chǎn)生，而不能通過氮分子分解得到?？諝庵械肿覰=N鍵能為946kJ/(g·mol)比一般有機(jī)化合物中的C-N鍵能（一般為252-630(g·mol)）大的多，故第一個式子反應(yīng)的活化能大，控制著反應(yīng)速度，是整個連鎖反應(yīng)的關(guān)鍵反應(yīng)。在富燃料的火焰中，N和OH生成的NO的反應(yīng)也很重要，即第3個式子。熱力型NOx的反應(yīng)時間很短暫，通常只需要微秒的十分之一，但是生成量取決溫度水平、停留時間和氧原子濃度。圖11-1 熱力型NOx生成量與溫度的關(guān)系上圖可以看出熱力型NOx主要影響因素為溫度，另外在高溫區(qū)的停留時間和氧濃度也是影響的因素

3、。當(dāng)溫度小于1800K時，NOx生成量很少，而當(dāng)溫度高于1800K時，溫度增100K，反應(yīng)速率增加6-7倍。另外，反應(yīng)對O原子敏感。試驗結(jié)果表明，化學(xué)當(dāng)量比1.0的時候，熱力NOx為0，在化學(xué)當(dāng)量比1.2條件下，熱力NOx少于總NOx的15%。在煤粉燃燒過程中，熱力型NOx占總NOx排放量的15%-25%。在工程實踐中采用煙氣再循環(huán)、濃淡燃燒、水蒸氣噴射以及高溫空氣燃燒技術(shù)都是利用機(jī)理抑制熱力型NOx生成的措施。2快速性NOx快速型NOx是碳?xì)淙剂显谶^量空氣系數(shù)<l的富燃料條件下，在火焰面內(nèi)快速生成的NOx，它不同于空氣中的N2按捷里德維奇機(jī)理生成的NOx，由碳?xì)淙剂细邷胤纸獬龅腃H自由

4、基和空氣中的N2反應(yīng)生成HCN和N，進(jìn)而在O2的作用下以極快的速度形成NOx。其總體生成過程如圖11-2所示：圖11-2 快速型NOx生成機(jī)理快速型NOx生成反應(yīng)所需要的時間大概為60ms，生成量和爐膛壓力的0.5次方成正比，溫度依賴性很低。過量空氣系數(shù)對快速型NOx影響比較大。由于快速型NOx需要碳?xì)浠衔餆峤馓細(xì)渥杂苫蚇2的反應(yīng)，所以在富燃料火焰中生成量較多，多發(fā)生于內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程，而對于煤燃燒過程中揮發(fā)分中的氮主要以HCN、NH3等形式存在，揮發(fā)分的燃燒將產(chǎn)生快速型NOx，占總NOx生成量的5%左右。3燃料型NOx燃料型NOx指燃料中的氮在燃燒過程中經(jīng)過一系列的氧化一還原反應(yīng)而生成的

5、NOx，它是煤燃燒過程中NOx生成的主要來源，約占NOx生成量的80%左右。煤燃燒過程由揮發(fā)分燃燒和焦炭燃燒兩個階段組成，故燃料型NOx的形成也相應(yīng)的由氣相氮的氧化（揮發(fā)分）和焦炭中殘余氮的氧化（焦炭）兩部分組成。揮發(fā)分氮占總?cè)剂系s75%-95%，焦炭氮約占25%左右。如揮發(fā)分中HCN，NH3與自由基O、OH、O2等的氧化反應(yīng)以及焦炭N的氧化反應(yīng)生成燃料型NOx，同時生成的部分NO又與揮發(fā)分HCN、NH3，等發(fā)生還原反應(yīng)生成N2，如圖11-3所示。圖11-3 燃料轉(zhuǎn)化模型燃料氮生成NOx的過程很復(fù)雜,涉及到在高溫下的許多自由基，包括OH、O、H、NH2、NH、NCO、CHi等，揮發(fā)分中HCN

6、和NH3的氧化過程如圖11-4。圖11-4 HCN的氧化過程HCN和O反應(yīng)控制著HCN的消除： HCN+O = NCO+H (11-4) HCN+O = NH+CO (11-5)之后NCO和NH、H反應(yīng)生成N,反應(yīng)過程很快，N繼續(xù)進(jìn)行如下反應(yīng)N+OH = NCO+H(11-6)N+NO = N2+O(11-7)式（11-6）和（11-7）決定了火焰中NO和N2的分布。NH3和OH，O或H反應(yīng)生成NH2，NH2進(jìn)一步生成NH，NH氧化生成NO；NH3還原NO生成N2。圖11-4 NH3的氧化過程另外，在焦炭表面NO被還原成N2C+NO = 1/2N2+CO (11-8)CHi基和NO也會發(fā)生反應(yīng)

7、 CHi+NO CO+ N2+OH+ (11-9)燃料NOx受燃燒溫度、過量空氣系數(shù)、煤種、煤顆粒大小等的影響，同時也受燃燒過程中燃料-空氣混合條件的影響。二、低NOx燃燒技術(shù)煤燃燒過程中影響NOx生成的主要因素有：（1）煤種特性，如煤的含氮量、揮發(fā)分含量、染料中固定碳/揮發(fā)分之比以及揮發(fā)分中含氫量與含氮量之比；（2）燃燒區(qū)域的溫度峰值；（3）反應(yīng)區(qū)中氧、氮、一氧化氮和烴根等的含量；（4）可燃物在反應(yīng)區(qū)中的停留時間。針對上述NOx形成機(jī)理和影響因素，與之對應(yīng)的低NOx燃燒技術(shù)原理為:1）減少燃料周圍的氧濃度。包括：降低爐內(nèi)過剩空氣系數(shù)，以減少爐內(nèi)空氣總量；減少一次風(fēng)量和減少揮發(fā)分燃盡前燃料與二

8、次風(fēng)的摻混，以減少著火區(qū)氧濃度。2）在氧濃度較少的條件下，維持足夠的停留時間，使燃料中的氮不易生成NOx，而且使生成的NOx經(jīng)過均相或多相反應(yīng)而被還原分解。3）在過?？諝獾臈l件下，降低溫度峰值，以減少熱力型NOx的生成，如采用降低熱風(fēng)溫度和煙氣再循環(huán)等。主要低NOx燃燒技術(shù)如下：低氧燃燒、空氣分級燃燒、再燃、煙氣再循環(huán)、低NOx燃燒器。1低氧燃燒該技術(shù)是一種簡單而有效的低NOx燃燒技術(shù)。通過燃燒調(diào)整，減少氧氣濃度，使燃燒過程在盡可能接近理論空氣量的條件下進(jìn)行，一般可降低15%-20%的NOx排放。具體實施時需控制入爐空氣量，保持每只燃燒器噴口合適的風(fēng)粉比，使煤粉燃燒盡可能在接近理論空氣量的條件

9、下進(jìn)行。四角燃燒及墻式燃燒煙煤鍋爐采用低氧燃燒技術(shù)，滿負(fù)荷時省煤器出口氧量由4%降為3%，NOx下降20%。但是煙氣中CO濃度和飛灰可燃物含量可能上升，燃燒經(jīng)濟(jì)性下降，此外，低氧濃度會使?fàn)t膛內(nèi)的某些區(qū)域成為還原性氣氛，從而降低灰熔點引起爐壁結(jié)渣和腐蝕。因此采用低氧燃燒技術(shù)需要運行經(jīng)驗，兼顧燃燒效率和NOx排放兩個因素，綜合考慮確定最佳氧量。2空氣分級燃燒空氣分級燃燒是目前應(yīng)用最廣泛的低NOx燃燒技術(shù)，最早在美國50年代發(fā)展起來。該技術(shù)通過送風(fēng)方式的控制，降低燃燒中心的氧氣濃度，抑制主燃燒區(qū)NOx的形成，燃料完全燃燒所需要的其余空氣由燃燒中心區(qū)域之外的其它部位引入，使燃料燃盡。在主燃燒區(qū)，由于風(fēng)

10、量減少，形成了相對低溫，貧氧而富燃料的區(qū)域，燃燒速度低，且燃料中的氮大部分分解為HCN，HN，CN，CH等，使NOx分解，抑制NOx二生成。再將剩下的部分空氣送入，使燃料燃盡。空氣分級分為垂直分級和水平分級兩種。垂直分級常用的方法是將部分二次風(fēng)移到燃燒器上部，并拉開適當(dāng)?shù)木嚯x，從而造成下部主燃燒區(qū)的過量空氣減少，提高煤粉濃度，使其處于缺氧燃燒狀態(tài)，在上部的二次風(fēng)(OFA)的加入會進(jìn)一步使燃料燃盡。主燃燒區(qū)缺氧是促使NOx還原成N2的有利因素。垂直空氣分級可降低NOx30%，控制成本在5-10$/kW。另一種為水平空氣分級，使部分二次風(fēng)射流偏離爐膛，遠(yuǎn)離燃燒中心，延遲煤與空氣的混合，減少火焰中心

11、氧量，降低NOx生成，同時還可避免水冷壁附近形成還原性氣氛，減弱水冷壁的高溫腐蝕，如CFSI/CFSII燃燒技術(shù)。CFS (Concentric Firing System)即同心圓燃燒技術(shù)，將二次風(fēng)偏轉(zhuǎn)一定的角度，但仍與一次風(fēng)切圓方向相同，CFSII則將二次風(fēng)偏轉(zhuǎn)一定的角度后與一次風(fēng)形成同心反向切圓。CFSI和CFSII比較而言，前者有加劇爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)動量的趨勢，這意味著爐膛出口煙氣的殘余旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈，易造成較大的出口煙溫偏差，對易結(jié)焦的煤種，CFSI應(yīng)慎用?？諝夥旨墱p少了NOx的生成同時保證了鍋爐的燃燒效率，但是前提是必須合理設(shè)置分段風(fēng)量的位置和分配比例。如果風(fēng)量分配不當(dāng)，會增加鍋爐的燃燒損失，造

12、成受熱面結(jié)渣。3.煙氣再循環(huán)煙氣再循環(huán)是目前在燃?xì)夂腿加湾仩t上應(yīng)用較多的一種低NOx燃燒技術(shù)。通過煙氣循環(huán)風(fēng)扇，從空氣預(yù)熱器抽取部分煙氣，直接送入爐膛或者與一、二次風(fēng)混合后通過燃燒器進(jìn)入爐膛，減少爐膛氧濃度，降低燃燒溫度，從而降低NOx排放。該技術(shù)的關(guān)鍵是煙氣再循環(huán)率的選擇和燃料種類的變化。燃?xì)忮仩t上可取得50%的NOx降低效率，對于燃煤鍋爐，F(xiàn)GR降低NOx的效率小于20%。煙氣再循環(huán)率越高，降低NOx的效果越明顯，但是再循環(huán)率受到再循環(huán)風(fēng)機(jī)出力的限制，且影響火焰穩(wěn)定，煤粉燃盡等，通常再循環(huán)率控制在20-30%。該技術(shù)需要加裝再循環(huán)風(fēng)機(jī)和增加煙道，改造費用較一般常規(guī)低NOx技術(shù)稍高。4.低N

13、Ox燃燒器燃燒器是鍋爐設(shè)備的重要組成部分，一方面它對鍋爐的可靠性和經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用，另一方面，從NOx的生成機(jī)理來看，占NOx絕大部分的燃料型NOx的生成是在煤粉著火階段完成的。因此，通過對燃燒器進(jìn)行特殊設(shè)計，改變?nèi)紵鲀?nèi)的風(fēng)煤比，盡可能的降低著火區(qū)氧的濃度和溫度，可抑制燃燒初期NOx的生成。國外自20世紀(jì)70年代就開始研制低NOx燃燒器，到現(xiàn)在幾乎各大公司都有自己品牌的低NOx燃燒器。包括直流和旋流，基本上都是根據(jù)空氣分級濃淡燃燒降低NOx排放機(jī)理來實現(xiàn)的，可降低Nox 30%60%。濃淡燃燒的基本思想是將一次風(fēng)分成濃淡兩股氣流，濃煤粉氣流是富燃料燃燒，揮發(fā)分析出速度加快，造成揮發(fā)分析

14、出區(qū)缺氧，使己形成的NO還原為氮分子。淡煤粉氣流為貧燃料燃燒會生成一部分燃料型NO，但是由于溫度不高，所占份額不多。濃淡兩股氣流均偏離各自的燃燒最佳化學(xué)當(dāng)量比，既確保了燃燒初期的高溫還原性火焰不過早與二次風(fēng)接觸，使火焰內(nèi)的NOx還原反應(yīng)得以充分進(jìn)行，同時揮發(fā)分的快速著火，使火焰溫度能維持在較高的水平，又防止了不必要的燃燒推遲，從而保證煤粉顆粒的燃盡。比較典型的低NOx燃燒器有三菱公司的PM燃燒器，CE公司的WR燃燒器，F(xiàn)W公司的旋風(fēng)分離式燃燒器，美國B&w公司的PAx型燃燒器，DRB-XCL雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，Rileystoeke公司的多股火焰燃燒器，德國Babcock公司的WSF型，

15、DS型低NOx燃燒器，以及浙江大學(xué)、西安交通大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)先后開發(fā)的濃淡燃燒器。目前，新一代的低NOx燃燒器可在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低Nox 20%，并對燃燒的影響降到最小。5再燃燃料分級燃燒，又稱為燃料再燃技術(shù)。Weldt等第一次提出了“再燃”概念，并通過實驗發(fā)現(xiàn)，將甲烷(CH4)在主燃燒區(qū)的下游（緊貼主燃燒區(qū)的地方）作為燃料噴入，可以使NOx的排放降低50%。20世紀(jì)80年代初，再燃技術(shù)被三菱重工第一次應(yīng)用于傳統(tǒng)的全尺寸鍋爐，NOx排放降低幅度超過50%；Babcock-Hitachi K. K.公司成功地將再燃技術(shù)應(yīng)用于大量的墻式燃燒鍋爐。Folsom等通過實驗提出：通過再燃技術(shù)可

16、以使NOx和SO2的排放分別降低60%和20%。根據(jù)GRI和Folsom等在三臺全尺寸燃煤鍋爐上進(jìn)行的長時間氣體再燃研究的結(jié)果，在172MW的墻式燃燒鍋爐上可降低NOx排放60%；在一個旋風(fēng)爐上可降低NOx排放65%；而在一個71MW的四角切圓燃燒鍋爐上，可降低NOx排放55%。第二節(jié) 煙氣脫銷技術(shù)煙氣脫硝技術(shù)按照其作用原理不同，主要分為催化還原、吸收和吸附三類，按照作介質(zhì)不同可分為干法和濕法兩類。由于NOx與SO2相比，缺乏化學(xué)活性，難以被水溶液吸收。干法催化還原脫硝技術(shù)一般采用含有氨基的還原劑，與NOx反應(yīng)生成N2和H2O，脫硝副產(chǎn)品無害和便于處理。而濕法脫硝裝置龐大，反應(yīng)裝置的防腐、副產(chǎn)

17、品處理較難，技術(shù)尚未成熟應(yīng)用。目前，大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的脫硝技術(shù)為：選擇性催化還原(SCR)，選擇性非催化還原(SCNR)。表11-1 煙氣脫硝方法分類表干法濕法選擇性催化還原法堿吸收法非選擇性催化還原法酸吸收法非催化還原法生產(chǎn)絡(luò)鹽吸收法催化分解法氧化吸收法吸收法液相還原法吸附法電子射線照射法表11-2 各種脫銷技術(shù)比較（因裝機(jī)容量不同而不同）脫硝技術(shù)脫硝效率/%投資成本/·kW-1脫除NOx費用/·t-1燃燒器改造103015100200低NOx燃燒器(LNB)306052050300空氣分級(OFA)2040510200450煙氣再循環(huán)(FGR)304035200300再燃

18、天然氣6010153001500煤粉502030200500生物質(zhì)602030先進(jìn)再燃天然氣8520253001500煤粉833045200800生物質(zhì)903045選擇性非催化還原(SNCR)40708204001000選擇性催化還原(SCR)809030808003000一、選擇性催化還原選擇性催化還原(SCR)采用催化劑促進(jìn)還原劑（氨水或尿素）與煙氣中的NOx反應(yīng)，反應(yīng)如下。催化劑通常為二氧化欽，五氧化二釩，三氧化鎢的混合物。4NO+4NH3+O24N2+6H2O (11-10)2NO2+4NH3+O23N2+6H2O (11-11)SCR脫硝效率高達(dá)90%，但是其初投資和日常操作費用很高

19、。主要原因:SCR系統(tǒng)中，需要設(shè)置專門設(shè)計的反應(yīng)器；為防止煙氣中的飛灰造成催化劑失效，需要安裝清潔和吹灰系統(tǒng)，燃料中含有的鈉、鉀、磷、釩、鉻、砷等元素能造成催化劑中毒，催化劑需要周期性更換；催化劑十分昂貴。另外，催化作用提高了SO2向SO3轉(zhuǎn)化，未反應(yīng)的氨與SO3容易反應(yīng)生成硫酸氫胺和硫酸氨，極易造成下游受熱面的粘污。SCR技術(shù)投資和運行成本較高，一般用于燃用含硫量小于2%的煤種的鍋爐以及燃?xì)狻⑷加湾仩t。日本率先于70年代對這項技術(shù)實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。目前日本國內(nèi)配備SCR裝置己經(jīng)超過300套，占該國脫除總能力的93%。繼日本之后，德國于80年代中葉引進(jìn)了SCR技術(shù)，目前配備SCR裝置的裝機(jī)總?cè)萘?/p>

20、已經(jīng)超過 60000MW。目前大部分的SCR運行的脫除NOx效率都在65%80%。二、選擇性非催化還原向煙氣中噴氨或尿素等含有NH3基的還原劑，在高溫（900-1100）無催化劑的情況下，通過煙道氣流中產(chǎn)生的氨自由基與NOx反應(yīng)，把還原成NOx和H2O。對應(yīng)于不同高度布置還原劑噴口，以滿足不同鍋爐負(fù)荷下把還原劑噴射到合適溫度窗口的爐膛區(qū)域內(nèi)（如圖11-5）。圖11-5 SNCR工藝系統(tǒng)示意圖1SNCR工藝原理氨為還原劑時:4NH3+6NO5N2+6H2O (11-12)該反應(yīng)主要發(fā)生在950左右，當(dāng)溫度更高時則可發(fā)生正面的競爭反應(yīng)：4NH3+5NO4NO+6H2O (11-13)目前的趨勢是采

21、用尿素代替NH作為還原劑，使得操作系統(tǒng)更加安全可靠，而不必?fù)?dān)心因NH3的泄漏而造成新的污染。尿素作還原劑時:(NH2)2CO2NH2+2CO (11-14)NH2+2NON2+H2O (11-15)CO+NON2+CO2 (11-16)SNCR工藝的主要影響因素主要有氨劑(還原劑)、SNCR溫度窗口的影響、合適留時間、初始NH3加NOx濃度比例的影響、NOx的初始濃度對脫硝效果的影響、CO的影響、N2O的排放，還原劑與煙氣的混合。3SNCR與SCR聯(lián)合脫硝除了SCR脫硝技術(shù)可以達(dá)到較高的脫硝效率，單個的控制技術(shù)很難滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，人們嘗試將多種NOx控制技術(shù)聯(lián)合使用以更大幅度降低NOx

22、排放。SCR工程造價高，并且容易產(chǎn)生硫酸氫錢污染空氣預(yù)熱器，SCR的催化劑壽命、以及氨與煙氣的良好混合、氨逃逸的嚴(yán)格控制、安裝所需的較大空間等問題都影響到技術(shù)的具體應(yīng)用。初投資較低，占用空間少的SNCR技術(shù)與 SCR技術(shù)聯(lián)合，比單純的SCR或者SNCR具有更高的經(jīng)濟(jì)性。因為SNCR過程中氨劑與NO反應(yīng)使下游NO濃度降低，從而減小了SCR所需要的反應(yīng)試劑量，同時也減小了反應(yīng)裝置，進(jìn)而減少了設(shè)備投資和催化劑更換成本。聯(lián)合脫硝過程可以提高氨劑利用率和轉(zhuǎn)化率提高。SNC側(cè)SCR聯(lián)合脫硝與上世紀(jì)90年代后期開發(fā)成功，并已應(yīng)用于大型燃煤機(jī)組，脫硝效率90%以上。三、濕法脫銷SCR和SNCR都存在著氨泄漏和

23、硫酸氫氨的沉積和腐蝕問題。濕式流程的氧化吸收脫銷法原理是：NO通過與臭氧、ClO2或者KMnO4反應(yīng)，氧化成NO2，NO2被水或者堿性溶液吸收，從而實現(xiàn)脫硝。這種方法脫銷率達(dá)到90%以上，而且可以同時脫硫，但是會帶來水的二次污染問題。1臭氧氧化吸收臭氧氧化吸收法反應(yīng)原理是： (11-17) (11-18) (11-19)生成物經(jīng)過濃縮可回收得到濃度為60%的硝酸。實踐表明，該法不會將其它污染物入反應(yīng)系統(tǒng)中，而且采用水吸收劑比較便宜，但是臭氧的成本高。2ClO2氣相吸收還原法用ClO2將NO氧化成NO2，然后用Na2SO4水溶液吸收，使NO2還原成N2，反應(yīng)式為： (11-20) (11-21)

24、ClO2可以再生。脫硝率可以達(dá)到95%，加入NaOH后可以同時脫硫脫硝，其反應(yīng)式為： (11-22)生成物NaSO3水溶液又可以參加還原反應(yīng)。3. 過猛酸鉀KMnO4液相氧化吸收法用KMnO4將NO氧化成NO2，然后將它固定生成硝酸鹽，其反應(yīng)式為： (11-23) (11-24) (11-25)用此法產(chǎn)生MnO2沉淀，易與分離再生，其副產(chǎn)品KNO3可做化肥。此法脫硝率為9095%，KMnO4的價格較為昂貴。濕法脫硝率高，而且可以同時脫硫，但會帶來水污染問題。第三節(jié) 煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)分段脫除二氧化硫和氮氧化物不僅投資和運行費用昂貴，而且由于SCR的最佳操作溫度在450左右，還存在脫硫后煙氣再

25、熱的問題。如果運行不當(dāng)，SO2含量升高將使SCR催化劑中毒。所以目前開發(fā)既廉價又高效可以同時脫硫脫硝的新技術(shù)、新設(shè)備是國內(nèi)外煙氣凈化技術(shù)研究的總趨勢。目前許多國家和地區(qū)都開展了煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)的研發(fā)工作，有的還進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用。由于種種原因，我國還停留在脫硫階段，但同時脫硫脫硝勢在必行。(1)電子束輻射技術(shù)電子束脫硫脫硝工藝開發(fā)于20世紀(jì)70年代的日本，后在美國和德國也有研究，經(jīng)過多年的研究開發(fā)，已從小試、中試和工業(yè)示范逐步走向工業(yè)化。該法系統(tǒng)簡單，操作方便，對于煤種和煙氣量的變化有較好的適應(yīng)性，可達(dá)到90%以上的脫硫效率和80%以上的脫硝效率。電子束輻射技術(shù)脫硫脫硝的工藝流程是燃煤鍋爐排出

26、的煙氣經(jīng)除塵后，進(jìn)入冷卻塔，在塔中由噴霧水冷卻到6570，在煙氣進(jìn)入反應(yīng)器之前，注入接近化學(xué)計量比的氨氣，然后在反應(yīng)器中接受高能電子束照射，使煙氣中的N2、O2和水蒸氣等發(fā)生輻射反應(yīng)，生成大量的自由基、原子、電子和各種激發(fā)態(tài)的原子、分子等活性物質(zhì)，它們將煙氣中的SO2和NO氧化為SO3和NO2，這些高價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，這些酸再與事先注入反應(yīng)器的氨反應(yīng)，生成硫銨和硝銨，凈化后的煙氣經(jīng)煙囪排放。1995年中日合作成都電廠示范項目在成都熱電廠實驗，處理煙氣量3×105m3/h，設(shè)計脫硫率80%，脫硝率10%。波蘭Pomorzany電廠電子束裝置已安裝成

27、功，預(yù)期可達(dá)到90%脫硫率，脫硝率為80%。已建成投運的杭州熱電廠項目工程設(shè)計脫硫率85%，脫硝率55%。中國工程物理研究院恒泰環(huán)境技術(shù)公司承擔(dān)的北京京豐熱電公司60×104 m/h煙氣量電子束治理工程脫硫率大于70%，脫硝率大于20%(2)脈沖電暈放電近十幾年來不斷有關(guān)于脈沖電暈放電脫硫脫硝的研究報告。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。由于等離子體化學(xué)過程在增強(qiáng)氧化能力、促進(jìn)分子離解以及加速化學(xué)反應(yīng)等方面具有很高的效率，因而成了20世紀(jì)90年代研究的熱點。脈沖電暈法就是將高壓脈沖電源加到放電電極(電暈極)上，電暈極對接地極發(fā)生脈沖電暈放電，使遷移率高的電子在自由程

28、中受到突發(fā)強(qiáng)電場的加速而獲得足夠的能量。利用前沿陡峭、窄脈寬(納秒級)的高壓脈沖電暈放電，使容器中煙氣分子突然獲得“爆炸”式的巨大能量，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，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；再向其中注入NH3氣體，除與之產(chǎn)生硫銨、硝銨及其復(fù)鹽的微粒外，氨與脈沖電暈的協(xié)同效應(yīng)還能顯著地提高SO2脫除率。該方法具有顯著的脫硫脫硝效果，去除率均可達(dá)到80%以上，除塵效果優(yōu)于直流電暈方式的傳統(tǒng)靜電除塵技術(shù)。它只提高電子溫度，而不提高離子溫度，能量效率比EBA方法高。設(shè)備簡單，省去了電子加速器，避免了電子槍壽命和X射線屏蔽問

29、題，降低了一次造價和運行成本。但脈沖電暈技術(shù)存在以下問題：A、實驗研究不充分。脈沖電暈放電和添加劑對脫除SO2和NOx的作用相對大小不清楚；實際煙氣中存在的過飽和水蒸氣和大量的CO2對脫除效率的影響沒有進(jìn)行研究；脈沖電暈脫硫脫硝和除塵之間的相互影響仍然沒有研究清楚；脫除過程中可能產(chǎn)生一些不利物質(zhì)如N2O、CO2、NCO和CO3等，確定這些物質(zhì)的產(chǎn)生及其濃度的測定尚有待研究。B、由于脫除過程非常復(fù)雜，因此對于SO2和NOx脫除的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的研究不夠深入，如自由基的種類，添加劑、飛灰、水蒸氣和CO2存在時的脫除反應(yīng)過程以及煙氣成分對自由基產(chǎn)生率的影響等等都有待于進(jìn)一步研究。C、脈沖電源的性能還有待改善。我國已在綿陽建成了世界上規(guī)模最大(煙氣處理