燃煤电厂排放的SOX、NOX气体已严重威胁人类赖以生存的环境,为限制这些有害气体的排放,各国政府都十分关注,并制定了有关排放量的法规。如美国要求NOX的排放量必须控制在200万吨/年以下(即减小92%),SOX排放量控制在29百万吨/年以下(减小66%)。估计目前整个世界SOX、NOX的排放量分别为250百万吨/年、150百万吨/年,2000年世界燃煤量将增加35%,由此可知,环境污染的处理迫在眉睫。 为了控制烟气中灰尘、SOX、NOX的排放,三十多年来,世界各国的科学家、工程技术人员开展多种处理方法的研究并已取得了成功,归纳起来有以下三类: 1.采用添加剂和催化剂的化学方法。 这是发达国家20年前曾普遍采用的技术路线,它虽已取得成功,但它的投资成本高,占地面积大,最不可取的是二次污染仍然严重,大量废水废渣要进行再处理。 2.电子束法(EB)。 研究工作始于70年代,各国科学家经过20多年的探索,其可行性已被证实,其特点十分明显: (1)它同时脱除烟气中的SO2和NOX,其脱除效率分别达95%和85%。 (2)属于干式脱除法,无二次污染,也无废水处理。 (3)副产品硫酸铵、硝酸铵可作为农用肥销售,降低运行费用约40%。 (4)工艺流程简单。 (5)与石灰法比较投资低30%—40%,设备占地面积少40%。 3.脉冲电晕法(非平衡等离子法)。 目前处于实验室研究和小规模中间试验阶段。其主要工艺要求是大容量窄脉冲高功率电源,电能消耗大。技术前景看好,但尚需进一步开展研究。 综上比较,就其优点、造价、能源消耗、运行费用来说,EB法最佳,并已有良好的基础。
EB法的基本原理及关键技术 1.基本原理 根据烟气中SO2、NOX的浓度,添加相应当量的氨和适当温度的水蒸气送入反应器,经电子束(数百KeV)照射。烟气经电子束照射后,其中的N2、O2和水蒸气(H2O)被电离、激发,生成大量易于进行化学反应的离子、自由基团,特别是OH-等基团与SO2、NOX作用生成硫酸、硝酸,然后与添加进去的氨(NH3)反应生成农用化肥(硫铵、硝铵),致使SO2、NOX被清除掉。 2.关键技术 (1)电子帘加速器(能量:200—400KeV,束流:400—600mA); (2)长寿命冷阴极; (3)低离子吸收率窗材料; (4)高吸附性能、小体积吸附真空泵; (5)高效静电除尘器。
项目投资估算 研制一套10万千瓦电厂的烟气处理装置: 设 备 费: 1690万元; 在线试验调试费: 1360万元; 总 投 资: 3050万元。
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