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电子束法脱硫工艺

工艺流程

该工艺流程有排烟预除尘、烟气冷却、氨的充入、电子束照射和副产品捕集等工序所组成。锅炉所排出的烟气,经过除尘器的粗滤处理之后进入冷却塔,在冷却塔内喷射冷却水,将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度(约70℃)。烟气的露点通常约为50℃,被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发,因此,不产生废水。通过冷却塔后的烟气流进反应器,在反应器进口处将一定的氨水、压缩空气和软水混合喷入,加入氨的量取决于SOx浓度和NOx浓度,经过电子束照射后,SOx和NOx在自由基作用下生成中间生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应,生成粉状微粒(硫酸氨(NH4)2SO4与硝酸氨NH4NO3的混合粉体)。这些粉状微粒一部分沉淀到反应器底部,通过输送机排出,其余被副产品除尘器所分离和捕集,经过造粒处理后被送到副产品仓库储藏。净化后的烟气经脱硫风机由烟囱向大气排放。

电子束法脱硫工艺

 

EA-FGD工业试验装置简介

EA-FGD工业试验装置位于四川省绵阳市科学城热电厂,对该厂3000kW热电联产锅炉部分烟气进行了处理。其设计参数为:烟气处理量3000~12000m3/h;粉尘入口质量浓度300mg/m3~10g/m3,粉尘出口质量浓度小于50mg/m3;氨排放质量分数浓度小于等于50×10-6;反应器入口烟气温度60~100℃,烟气相对湿度小于等于100%,NO质量分数200×10-6~800×10-6,NO脱除率大于等于70%,SO2浓度300×10-6~3000×10-6,SO2脱除率大于等于90%。EA-FGD工业试验装置主要由烟气参数调节系统、加速器辐照处理系统、氨投加系统、副产物收集系统和监测控制系统5部分组成

试验所用烟气由科学城热电厂水膜除尘器前、后引入,经烟气调节塔降温增湿,并注入氨气,然后进入电子束辐照反应器进行处理。辐照处理后的烟气通过副产物收集器除去硫酸铵和硝酸铵颗粒,然后经引风机和烟囱排入大气。 为满足试验需要,通过向烟气直接投加SO2和NO气体来调节SO2和NO浓度。在烟气调节塔前和副产物收集器后分别设置了烟气参数监控装置,由总控制室的控制系统统一调控。

影响脱硫效率的主要参数

热化学反应对SO2脱除效率的影响:

热化学反应对SO2总脱除率的贡献较大,扣除漏风等因素,热化学反应对SO2总脱除率的贡献约为50%~80%。随着氨化学计量比的增加,SO2的脱除效率还将进一步提高。对所获副产物进行的成分分析表明,亚硫酸铵占了相当比例。

氨投加化学计量比对SO2脱除效率的影响:

当吸收剂量一定时,氨投加量对SO2脱除效率影响较大。氨与SO2既能直接发生热化学反应生成亚硫酸盐,又能与SO2被氧化后生成的硫酸反应。因此,SO2的脱除效率随氨投加化学计量的增大而上升。

烟气温度对SO2脱除效率的影响:

试验条件:烟气流量6000m3/h,反应器入口SO2质量分数为2000×10-6,氨的化学投加计量比取1.0,吸收剂量为7.5kGy,考察反应器入口烟气温度与脱硫率的关系。反应器入口烟气温度在较小范围升高时,SO2的脱除效率略有下降。

烟气含水量对SO2脱除效率的影响:

试验条件:烟气流量6000m3/h,反应器入口烟气温度57~59℃,反应器入口SO2质量分数为1500×10-6,氨的化学投加计量比取1.0,吸收剂量7.5kGy.SO2脱除效率随烟气含水量的增大而上升。这是因为烟气中的水分子受电子束激发,产生OH和HO2自由基,对SO2的氧化起着主要作用。此外,烟气含水量的增大有利于增加液相反应机率,促进气溶胶的成核、生长,也有利于烟气中SO2的脱除。