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硫磷设计与粉体工程
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SP&BMHRELATEDENGINEERING
2009年第5期
是近年国际研究热点,认为是最具发展前景的综合空气净化技术,其最大的优点在于能同时去除烟气中SO2、NOx、VOCs、重金属等多种污染成分,在烟气净化
技术领域,已成为我国重点支持的科技方向之一。
流光放电烟气脱硫脱硝技术是国家“863”计划研究课题,该技术是由广东杰特科技发展有限公司承担,联合多所知名高校组成课题攻关专家组,历时近五年完成攻关的具有自主知识产权的烟气脱硫脱硝技术,已拥有17项专利(其中12项国内实用新型专利、4项国内发明专利、1项国际发明专利)。在处理气量为12000m/h的中试装置上,脱硫率大于95%、脱硝率大于40%,硫回收率大于90%,氨逸出
3
质量浓度小于5mg/m,(酸铵为主,以下简称化肥)3
图1 (a),,,引发电子击穿的雪崩电离,因此生成正离子和电子;电子质量轻,很快被吸入正极,而在正尖端外留下正离子的电荷团,该正电荷团又产生方向向外的电场,并继续向外激发,再次引发电子击穿的雪崩电离过程;如此继续,以致形
成一个线状的流光通道,见图1(b)。在流光电晕区域激发的富能电子能量可达到10eV以上,使O2、N2、H2O、NH3等气体分子发生电离,产生OH、HO2、O、O3、N、NH2、NH、N2H、H、e(高能电子)等自由基,
该技术已通过国家题专家组的验收,动支持。
流光放电等离子体氨法烟气脱硫脱硝技术是在传统氨法脱硫基础上,结合国家“863”计划的研究成果进行改进的烟气脱硫脱硝新技术,它充分利用了等离子体自由基的强氧化性和氨吸收的化学特性,实现脱硫脱硝,并副产硫酸铵和硝酸铵。
这就是流光放电引发化学反应的根源。2.2 脱硫机理
2 流光放电脱硫脱硝原理
流光放电等离子体氨法烟气脱硫脱硝技术(以
下简称流光放电脱硫脱硝)采用先进的AC/DC(交直流叠加)电源产生流光放电,其结果是能够在大的电场形成高浓度活性粒子,即等离子体。这些活性粒子能够直接或间接作用于SO2和NOx,并将亚盐氧化为正盐,同时产生等离子体的高压电场还能捕集微细的雾粒。它充分利用了等离子体自由基的强氧化性和氨吸收的化学特性实现脱硫脱硝,并副产化肥。
2.1 等离子体产生机理
流光放电脱硫脱硝技术协同利用了等离子体氧化和氨吸收的作用。将氨水或气氨通入吸收塔,使其与含SO2的烟气接触,发生热化学反应。以一定
pH值的(NH4)2SO3-NH4HSO3混合液循环吸收SO2,并保持电离平衡:
SO2+(NH4)2SO3+H2ONH3+NH4HSO3
H
+
2NH4HSO3
(NH4)2SO3HSO3
-
+SO3
2-
在活性自由基作用下引发复杂的链反应,在有氧气情况下,加速亚盐的氧化,最终将四价硫氧化为六价硫,生成硫酸铵:
OHOHSO3
--++
等离子体在自然界广泛存在,如宇宙射线、星际空间及地球高空的电离层等均属于自然界产生的等离子体。常见的人工产生等离子体的方法有气体放电法、射线辐照法、光电离法、激光辐射电离法、热电离法、激波法等,其中研究最为广泛的是气体放电法。气体放电有多种放电模式,流光放电产生等离子体活性自由基机理如图1所示
。
+HSO3+SO3
2-
-
SO3SO3
-
+H2O+OH
-
-
+O2 H2O
- - - - -
SO5
-
-
+H2O
- - -
HSO3+SO5SO3SO3
2--
HSO4+SO4SO4SO4
2--
+SO5+SO4
+SO4+SO3
-
HSO3+SO4
2--
HSO4+SO3
2-
- -
HSO3+SO5HSO5+SO3