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電子束輻照法煙氣脫硝技術(shù)講解

作者： 2015年11月23日來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：

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一、NOX脫除原理煙氣中NOX的主要成份為NO，NO/NO2遠(yuǎn)大于1。NOX脫除屬純輻射化學(xué)過程，可由以下反應(yīng)表示： NO+HO2=NO2+OH NO+O3=NO2+O2 NO+O+M=NO2+M NO+OH+M=HNO2+M HNO2+OH=NO2+H2O NH3+OH=NH2+H2O NO+N=N2+O

一、NO_X脫除原理

煙氣中NO_X的主要成份為NO，NO/NO₂遠(yuǎn)大于1。NO_X脫除屬純輻射化學(xué)過程，可由以下反應(yīng)表示：

NO + HO₂ = NO₂ + OH

NO + O₃ = NO₂ + O₂

NO + O + M = NO₂ + M

NO + OH + M = HNO₂ + M

HNO₂ + OH = NO₂ + H₂O

NH₃ + OH = NH₂ + H₂O

NO + N = N₂ + O

NO + NH₂ = N₂ + H₂O

NO₂ + H = NO + OH

NO₂ + OH + M = HNO₃ + M

NO₂ + O = NO + O₂

NO₂ + NH₂ = N₂O + H₂O

N + O₂ = O + NO

NO₂ + N = N₂O + O

NO⁺ + 2H₂O = HNO₂ + H₃O⁺

二、工藝流程

電子束輻照法煙氣脫硫脫硝技術(shù)(簡(jiǎn)稱EBP技術(shù))是利用電子束（電子能量為800keV~1MeV）輻照煙氣，將煙氣中的二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)轉(zhuǎn)化成硫酸銨和硝酸銨的一種煙氣脫硫脫硝技術(shù)。工藝流程見圖7－36。除塵凈化后的煙氣通過煙氣調(diào)質(zhì)塔調(diào)節(jié)煙氣的溫濕度（降低溫度、增加含水量），在反應(yīng)器入口噴入氨氣，然后流經(jīng)反應(yīng)器。在反應(yīng)器中，煙氣被電子束輻照產(chǎn)生多種活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)氧化煙氣中的SO₂和NO_x，生成的硫酸銨和硝酸銨顆粒由副產(chǎn)物收集裝置回收，凈化后的煙氣經(jīng)煙氣排空。回收的副產(chǎn)品經(jīng)造粒處理后，可作為肥料供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用。

電子束輻照煙氣脫硫脫硝工藝流程示意圖

1．煙氣預(yù)處理系統(tǒng)

煙氣預(yù)處理系統(tǒng)主要由除塵和冷卻兩部分組成，用于對(duì)鍋爐排放的高溫?zé)煔?/SPAN>(＞150℃)除塵、降溫和增濕。

除塵效率的高低直接影響副產(chǎn)物的顏色和成分。同時(shí)，由于粉塵中的部分離子吸收高能電子，使反應(yīng)過程的能耗有一定影響。一般要求粉塵含量較低，通常采用電除塵器。

冷卻塔用于將煙氣溫度降低到合適的反應(yīng)溫度和增加煙氣中用于產(chǎn)生等離子體的H₂O的含量。冷卻塔種類很多，效果最好的是噴淋冷卻塔。SO₂和NO_X脫除效率和溫度的關(guān)系研究結(jié)果表明：煙氣溫度降低，脫除效率提高，最佳溫度60～70℃。

2．加速器輻照處理系統(tǒng)

加速器輻照處理系統(tǒng)由加速器和反應(yīng)器組成。通常采用電壓800～1000keV的直流電子加速器，功率由煙氣處理量、SO₂和NO_X入口濃度及脫除效率決定。電子束吸收劑量增大，SO₂和NO_X脫除效率增高。目前，日本日新高電壓公司、法國(guó)的Vivirad公司及俄羅斯等國(guó)家可提供該類加速器。

反應(yīng)器通常選用圓柱體或長(zhǎng)方體，體積V根據(jù)煙氣處理量Q和煙氣在反應(yīng)器中的停留時(shí)間T確定(V=Q×T)，停留時(shí)間6～10秒。均流器的主要目的是均勻煙氣氣流，使流經(jīng)反應(yīng)器的煙氣被電子束均勻輻照。

圓柱體反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖

電子束發(fā)生裝置由發(fā)生電子束的直流高壓電源、電子加速器及窗箔冷卻裝置組成。電子在高真空的加速管里通過高電壓加速，加速后的電子通過保持高真空的掃描管透射過一次窗箔及二次窗箔(均為30～50μm的金屬箔)照射煙氣。窗箔冷卻裝置是向窗箔間噴射空氣進(jìn)行冷卻、控制因電子束透過的能量損失引起的窗箔溫度的上升。圖為電子加速器結(jié)構(gòu)示意圖。

電子束發(fā)生裝置示意圖

1－主電源入口；2－整流變壓器；3－高壓電纜；4－絕緣盒；5－燈絲；6－加速管；7－加速電極；8－分壓電阻；9－X掃描線圈；10－Y掃描線圈；11－真空泵；12－照射窗；13－反應(yīng)器

3．氨投加裝置

氨投加裝置由液氨貯槽、液氨蒸發(fā)器、氣氨緩沖罐、氨計(jì)量投加泵和自動(dòng)控制裝置組成。貯槽中的液氨經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)為氣氨，氨氣經(jīng)由設(shè)置在反應(yīng)器中的噴頭投加入煙氣中。

4．副產(chǎn)物收集器

反應(yīng)生成的副產(chǎn)物是粘結(jié)性很強(qiáng)的硫酸銨和硝酸銨超細(xì)粉，對(duì)收集器造成嚴(yán)重的腐蝕和粘結(jié)。常用的布袋收塵器和靜電收塵器無(wú)法滿足其需要，通常采用防粘結(jié)的靜電收塵器。

5．監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)

工藝流程中煙氣參數(shù)的獲取，通過分別設(shè)于噴霧塔前和靜電除塵器后的煙氣成分在線分析裝置實(shí)現(xiàn)。有關(guān)工藝參數(shù)由現(xiàn)場(chǎng)一次儀表測(cè)量并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，饋送至總控制室由二次儀表顯示和計(jì)算機(jī)記錄處理。位于總控制室的控制裝置對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)施異地操作。整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀器和設(shè)備的運(yùn)行狀況及工藝流程，都在總控制室的模擬盤上實(shí)時(shí)顯示。由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集、記錄現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)據(jù)，并可以圖形、曲線方式顯示。

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