范文一：电子束法脱硫脱硝设计

电子是束法脱硫脱硝装置说明

电子束氨法烟气脱硫脱硝技术( 以下简称EA -FG D 技术)是一种以氨作为脱硫脱硝剂,氨与燃煤锅炉(机组)产生的含有二氧化硫和氮氧化物的烟气混合后,在电子束的作用下,生成硫酸铵和硝酸铵微粒,藉除尘器 (副产物收集器)予以除去,从而达到净化烟气的目的。它有工艺流程简单,同时具备脱硫、脱硝效果,副产品硫酸铵和硝酸铵混合物可直接作为化肥使用,不产生二次污染,生产过程中无三废排放,装置开停简便、迅速、可实现连续自动控制,对烟气负荷及污染物含量跟踪能力强等突出特点。

EA -FG D 技术国外自1970 年开始研究, 迄今已有30 余年的历史。先后有10 余个国家的研究人员从事该技术的研究,现已建成的各类装置有30 余座,其中工业化装置有5 座, 最大装置的处理量为200 M W 机组产生的烟气。我国自20 世纪80年代中期开始电子束脱硫技术的研究。1999 年在四川绵阳科学城建成了我国第1 座处理规模超过12 000 m 3/h ( 标准状况下, 下同) 的中试装置。1997 年在成都热电厂(简称成都电厂)建成了3.0×105 m 3/h 的电子束氨法示范装置;2002 年在杭州协联热电有限公司( 简称杭州协联) 建成了3.054×105 m 3/h 的商业化装置;2003 年在北京京丰热电有限责任公司(简称北京京丰)开工建设处理量为150 M W 燃煤发电机组排放烟气的高技术产业化示范工程。

1 脱硫的基本原理EA -FG D 脱硫主要经历3 个阶段。

(1)在电子束的作用下,烟气中的主要成分被电离或激发, 产生氧化性很强的自由基, 如O H·、O·、H O 2·等。

(2)产生的自由基以极快的速度氧化烟气中的SO 2、N O x, 生成高价的硫氧化物和氮氧化物,继而与水作用生成硫酸和硝酸等。

(3)生成的硫酸和硝酸与事先加入的氨进行中和反应,生成硫酸铵和硝酸铵微粒;烟气中未反应的氨在气流中继续进行热化学反应生成硫酸铵

这些主要反应发生在电子束辐照反应室, 持续时间仅为1 s 左右。

本次设计工艺参数如下：

处理烟气量(×104m3／h)

装置投资(万元)

进入界区烟气温度(℃)

设计进口S02浓度(xlO击)

设计进口NOx浓度(×10缶)

进口粉尘浓度(mg／m3)

设计脱硫效率(％)

设计脱氮效率(％) 30．0 9430 150 1800 400 390 90 90

液氨耗量(kg／h)

耗电量(kwMa)

蒸汽耗量(t／h)

电子加速器规格 654 1900 2 0．8MeV／400mAx2

范文二：[精彩]电子束法脱硫脱硝设计

电子是束法脱硫脱硝装置说明

电子束氨法烟气脱硫脱硝技术( 以下简称EA -FG D 技术)是一种以氨作为

氨与燃煤锅炉(机组)产生的含有二氧化硫和氮氧化物的烟气混合后,脱硫脱硝剂,

在电子束的作用下,生成硫酸铵和硝酸铵微粒,藉除尘器 (副产物收集器)予以除去,从而达到净化烟气的目的。它有工艺流程简单,同时具备脱硫、脱硝效果,副产品硫酸铵和硝酸铵混合物可直接作为化肥使用,不产生二次污染,生产过程中无三废排放,装置开停简便、迅速、可实现连续自动控制,对烟气负荷及污染物含量跟踪能力强等突出特点。

EA -FG D 技术国外自1970 年开始研究, 迄今已有30 余年的历史。先后有10 余个国家的研究人员从事该技术的研究,现已建成的各类装置有30 余座,其中工业化装置有5 座, 最大装置的处理量为200 M W 机组产生的烟气。我国自20 世纪80年代中期开始电子束脱硫技术的研究。1999 年在四川绵阳科学城建成了我国第1 座处理规模超过12 000 m 3/h ( 标准状况下, 下同) 的中试装置。1997 年在成都热电厂(简称成都电厂)建成了3.0×105 m 3/h 的电子束氨法示范装置;2002 年在杭州协联热电有限公司( 简称杭州协联) 建成了3.054×105 m 3/h

的商业化装置;2003 年在北京京丰热电有限责任公司(简称北京京丰)开工建设处理量为150 M W 燃煤发电机组排放烟气的高技术产业化示范工程。

1 脱硫的基本原理EA -FG D 脱硫主要经历3 个阶段。

(1)在电子束的作用下,烟气中的主要成分被电离或激发, 产生氧化性很强的自由基, 如O H?、O?、H O 2?等。

(2)产生的自由基以极快的速度氧化烟气中的SO 2、N O x, 生成高价的硫氧化物和氮氧化物,继而与水作用生成硫酸和硝酸等。

(3)生成的硫酸和硝酸与事先加入的氨进行中和反应,生成硫酸铵和硝酸铵微

粒;烟气中未反应的氨在气流中继续进行热化学反应生成硫酸铵

这些主要反应发生在电子束辐照反应室, 持续时间仅为1 s 左右。

本次设计工艺参数如下:

30(0 处理烟气量(×104m3,h)

9430 装置投资(万元)

150 进入界区烟气温度(?)

1800 设计进口S02浓度(xlO击)

400 设计进口NOx浓度(×10缶)

390 进口粉尘浓度(mg,m3)

设计脱硫效率(,) 90

设计脱氮效率(,) 90 液氨耗量(kg,h) 654 耗电量(kwMa) 1900 蒸汽耗量(t,h) 2 电子加速器规格 0(8MeV,400mAx2

范文三：【doc】电子束法脱硫副产品硫酸铵在玉米上的应用效果

电子束法脱硫副产品硫酸铵在玉米上的应

用效果

贵州农业科学2002,30(3):64

GuizhouAgriculturalSciences

[文章编号]1001—3601(2002)03—0078—0064一O1

电子束法脱硫副产品硫酸铵在玉米上的应用效果

王文华,熊鹏,孙锐锋,秦松,范成五

(1.贵州省农业科学院土壤肥料研究所,贵阳550006;2.贵阳市花溪区

湖潮乡农技站,贵州贵阳550025)

EffectsofByproduct(AmmOniumSUIfate)of

EIectroniCBeamDe—suIphuronMaize

WANGWen—hua,XIONGPeng,SUNRui—feng,QINSong,FANCheng—WU

(1.SoilandFertilizerInstitute,GuizhouAcademyofAgriculturalSciences,G

u@ang550006;

2.HuchaoAgriculturalTechnologyExtensionStation,Gu

口,lg,Guizhou550025,China)

[关键词]硫酸铵;玉米

[中图分类号]$143.12[文献标识码]B

贵州省煤炭资源丰富,电力工业发展迅速,电力

输出已成为贵州省支柱产业之一.但电厂对环境污

染严重,酸雨,酸雾频繁,利用日本国荏原制作所开

发的电子束法脱硫装置(EBA)于大型燃煤电厂脱硫

治理,达到了良好的效果.电子束法脱硫技术是利用

物理和化学的方法,将火电厂烟气中的SOz转化为

硫酸铵,减少向大气排放.传统方法生产的硫酸铵对

农作物增产效果与尿酸,碳酸铵等氮肥增产效果相

当_1].为探索新方法电子束法脱硫副产品硫酸铵对

农作物产量的影响,为该产品在贵州的推广应用及

合理施用提供科学依据,也为贵州省电力发展和环

境保护这一矛盾探索一条解决的途径,于2000年和

2001年进行了玉米田间试验

1材料与方法

1.1供试土壤与品种

试验设置于贵阳市花溪区湖潮乡.地形为丘陵

台地,海拔1050m左右.试验地为贵州有代表性的

酸性黄泥土,肥力中等.供试品种为玉米杂交良种

9501.

1.2供试肥料

试验肥料:电子束法脱硫副产品硫酸铵,由成都

电厂提供(N20.6,中国农科院土肥所测定),尿

素(N46.0),碳酸氢铵(N17.3).

1.3试验处理

试验设4个处理,分别为:(1)对照(不施氮肥),

(2)硫酸铵,(3)尿素,(4)碳酸氢铵.小区面积48m,

3次重复,随机区组排列.试验不施有机肥,N,P,K

施用量分别为:N225.0kg/hm.,P2O597.5kg/hm,

K097.5kg/hm.磷,钾肥作底肥1次施用;氮肥分

3次施用,2O于播种时施底肥,3O于苗期第1次

追肥,5O%于大喇叭口期第2次追肥.

每小区内种植玉米3带,每带宽2m,采用宽窄

行种植,宽行1.85m,窄行1.10m,株行距0.32m×

0.75m

2结果与分析

2.1硫酸铵对玉米产量的影响

两年试验结果(表1),施用电子束法脱硫副产

品硫酸铵,玉米产量均有显着的增产效果,平均单产

达559.3kg/667m,较对照增产309.2kg/667m,增

产123.6,差异达极显着水平(F一449.60一);与

施用尿素和碳酸氢铵的玉米产量比较,差异不显着.

表1硫酸铵对玉米产量的影响kg/667m

2.2硫酸铵对玉米经济性状的影响

两年试验考种结果(表2)表明,施用电子束法

脱硫副产品硫酸铵能促进玉米的生长发育,经济性

状明显改善,与对照比较,其穗长,穗粗,穗粒数及千

粒重均有明显增加,分别为19.6cm,4.65cm,509.3

粒及330.5g,较对照增加6.7cm,0.97cm,257.2粒

及100.5g;与施用尿素和碳铵的玉米间无显着差

异.

表2施用硫酸铵的玉米经济性状

2.3硫酸铵对玉米生长性状的影响

据两年田间观察,测定(表3),施用硫酸铵的玉

米植株长势良好,与施用尿素和碳酸氢铵的玉米长

势没有明显差异,植株生长健壮,叶色浓绿,茎秆粗

壮,其株高和茎粗分别为249.9cm和1.8cm,均优

于对照.

表3施用硫酸铵的玉米长势

2.4硫酸铵对玉米生物学产量的影响

施用硫酸铵玉米生物学产量(表4)明显高于对

[收稿日期]2002一O1—24;2002—03—20修回

[作者简介]王文华(1976一),男,研究实习员,从事土壤肥料研究.

[文章编号]1001—3601(2002)03—0079—0065—04

本栏目由加拿大国际发展研究中心和美国福特基金会共同资助

FundedbytheInternationalDevelopmentResearchCenterofCanada(IDRC

)andtheFordFoundationofUSA

社会性别与社区自然资源管理

李志南

(贵州省农业科学院现代农村发展研究中心,贵阳550006)

[摘要]以贵州省长顺县凯佐乡的6个自然村为样本,系统分析了贵州

民族地区社区自然资源管理中

的性别差异,并将之应用于发展项目,从而使项目更加公平有效,同时

增加了当地妇女的自我发展能力.

[关键词]社会性别;性别差异;社区自然资源管理

[中图分类号]F325[文献标识码]C

GenderandCommunity—basedNaturaIResourceManagement

IIZhi—nan

(IntegratedRuralDevelopmentCenteratGuizhouAcademyofAgriculturalSciences,Guinng550006,China)

Abstract:GenderdifferenceinCommunity—basedNaturalResourceMana

gementwasanalyzedinsix

villagesofKaizuotownship,Changshuncounty,Guizhouprovince.Genderanalysiswasappliedinvillagede—

velopmentactivitieswhichimprovedequalitybetweenmenandwomenandefficientofproject,andatthe

sametimeenhancedwomen’sself-developmentcapacity.

Keywords:gender;genderdifference;community-basednaturalresourcemanagement

I研究背景

贵州的山地和丘陵几乎占总面积的9O,是中

国最典型的山地农业省区,也是中国最贫穷的省份

之一.其主要的社会经济指标如人均收入,粮食产

量,耕地面积等在全国都是最低的.在全省37OO万

人口中,人均收入不足600元,粮食不足200kg的贫

困人口占全国总贫困人口的10以上,这些贫困人

口主要集中分布在贵州南部和西南部的少数民族聚

居的山区农村.在这些少数民族地区,农村妇女与我

国其他地区一样,她们既是农业生产中的主要劳动

者,又肩负着绝大多数的繁杂家务劳动.不同之处在

于,一些少数民族由于其独特的民族习惯,妇女在家

庭及村寨中享有较高的管理权,如布依族的妇女.

贵州贫困山区农村社区所拥有的自然资源系统

一

般包括:耕地,林地,草地,荒山,水以及家宅地.

1950年前后,随着贵州被解放,土地改革在这一地

区的普遍推行,极大地调动了农民的积极性,资源生

产利用水平大大提高.1978年联产承包责任制的实

施,进一步解放了贵州山区农村的生产力.但是,这

一

地区属我国典型的喀斯特地带,石漠化现象十分

严重.特别是山区农村,山大坡陡,石多土少,并且土

地贫瘠,保水保肥能力差,大部分地区又地处高寒

地带,年积温和光照条件差,因此资源的产出率低.

同时,由于中国实行对少数民族适当放宽的计划生

育政策,贵州山区人口增长较快,人口与资源的矛盾

十分突出.长期以来,为了解决粮食的安全供给,各

级政府大力发展耕地的粮食增产,忽视了对自然资

源的整体开发和管理保护,从而导致了大面积的毁

林开荒,造成大面积的水土流失,致使水源枯竭,耕

地退化,生态环境日益恶化,结果陷入”人口增长,环

境恶化,粮食短缺”的非良性循环之中.

[收稿日期]2002—04—02

[作者简介]李志南(1973一).男,可持续发展硕士,现从事社区自然资源管理及农村发展研究.

*本研究是贵州省农业科学院承担的项目”中国贵州山区社区自然资源管理”内容之一.陈德寿研究员是该项目主持人.

参加项目的研究人员还有周丕东,潘家文,孙秋,夏园,袁涓文,赵泽英等.

.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’I

L.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL.’IL—’IL.’IL.’IL.’IL.’

IL.’IL.’IL

照,而与施用碳酸氢铵和尿素的相差不明显.在玉米

上施用硫酸铵生物学平均产量(鲜重)达

1869.7kg/667m,较对照增加1039.4kg/667m,增加

125.2,差异达极显着水平(F=421.28一);经济

系数为0.49,与对照相当.

表4施用硫酸铵的玉米生物学产量鲜重kg/667m

处理2000年2001年两年生物学较CK显着性经济

平均产量?(.p=0.01)系数

1869.7125.2

1877.2126.1

i766.9l12.8

830.3一

A0.49

A0.50

A0.52

B0.48

3小结

从两年的试验结果看出,玉米施用电子束法脱

硫副产品硫酸铵,生长发育正常,增产效果显着,与

尿素和碳酸氢铵在玉米上施用肥效相当,单产(两年

平均)达590.7kg/667m,较对照增产

309.3kg/667m,增产123.7,差异达极显着水平.

[参考文献]

El3奚振邦.化学肥料学rM].北京:北京科学出版社,

1994,11:73—81.

(责任编辑:陈德寿)

6276

L&

9O18

8987

}

811O

孔m

4527

8878

}

铰

铵素氢照

酸酸

碗尿碳对

范文四：电子束氨法烟气脱硫工艺

电子束氨法烟气脱硫工艺

[摘要] 介绍了某热电厂的电子束氨法烟气脱硫脱硝工业试验装置和在该装置上进行的较全 面的工艺研究,确定了影响SO2 脱除效率的主要参数,为北京京丰热电EA - FGD 工业示范工

程设计提供了重要依据。

[关键词] 电子束;烟气;脱硫;氨

[中图分类号] X703 [文献标识码] A [文章编号] 10本文来自中华环评网，www.eiacn.com06 - 1878(2004) 07 - 0245 - 03

电子束氨法烟气脱硫脱硝技术(简称EA -FGD 技术) 是利用电子束(电子能量为800 keV～1MeV) 辐照,将烟气中的SO2 和NOx 转化成硫酸铵和硝酸铵的一种脱硫脱硝新工艺。该技术采用的是烟气降温、增湿、加氨、电子束辐照和副产物收集的工艺流程。其反应过程为:除尘后的烟气通过烟气调节塔调节烟气温湿度,然后在反应器中被电子束辐照,产生大量活性基团,将烟气中的SO2 和NOx氧化为高价态氧化物并生成硫酸和硝酸,最终与注 入反应器的气氨反应,生成硫酸铵和硝酸铵微粒。中国工程物理研究院环保工程研究中心在EA- FGD 工业试验装置上进行了较全面的工艺研究,确定了影响SO2 脱除效率的主要参数,同时对EA- FGD 技术中的反应机理进行了较深入的研究,现已将研究成果应用于北京京丰热电EA - FGD 工业示范装置施工设计。

1 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3000 kW 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3000～12000 m3/ h ; 粉尘入口质量浓度300 mg/ m3～10 g/m3 ,粉尘出口质量浓度小于50 mg/ 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(见图1)

。

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。

2 影响脱硫效率的主要参数

2. 1 热化学反应对SO2 脱除效率的影响

试验条件:烟气流量为6000 m3/ h ,反应器入口烟气温度为57～59 ℃,反应器入口SO2 质量分数为2000 ×10 - 6 ,氨的化学计量比为1. 0 ,不投加电子束。试验结果如图2 所示。

由图2 可知,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。

2. 2 不加氨时吸收剂量对SO2 脱除效率的影响

试验本文来自中华环评网，条件:烟气流量为5100 m3/ h ,反应器入口烟气温度为60～65 ℃,反应器入口SO2 质量分数为

1500 ×10 - 6 ,向反应器注入电子束能量,不投加氨气,改变电子加速器输出束流,考察吸收剂量对SO2脱除效率的影响。试验结果如图3 所示。

对比2. 1 和2. 2 的试验结果可知,热化学反应对SO2 脱除效率的贡献大于辐射诱导化学反应的

贡献。

2. 3 SO2 脱除效率与氨投加计量的关系

试验条件:烟气流量为6000 m3/ h ,反应器入口烟气温度为60～65 ℃,反应器入口SO2 质量分数为

2000 ×10 - 6 ,吸收剂量为7. 5 kGy 时,改变氨投加化学计量比。试验结果如图4 所示。

图4 氨投加化学计量比对SO2 脱除效率的影响由图4 可知,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。

2. 4 加氨时吸收剂量对SO2 脱除效率的影响试验条件:烟气流量为6000 m3/ h ,反应器入口烟气温度为57～59 ℃,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 ,向反应器

注入电子束能量。试验结果如图5 所示。

图5 加氨条件下吸收剂量对SO2 脱除效率的影响

SO2 的脱除效率受吸收剂量的影响,是因为电束同烟气中主要成分作用,产生了大量OH、O、HO2

自由基,与SO2 发生了如下的辐射诱导化学反应:

反应器中OH、O、HO2 自由基产生数量对SO2的去除效率有着重要的影响。因此,增大吸收剂量,有利于去除烟气中的SO2 。在工程设计中,根据所要求脱硫效率的不同,吸收剂量可控制在4. 5～9. 0kGy 之间。

反应器中OH、O、HO2 自由基产生数量对SO2的去除效率有着重要的影响。因此,增大吸收剂量,有利于去除烟气中的SO2 。在工程设计中,根据所要求脱硫效率的不同,吸收剂量可控制在4. 5～9. 0kGy 之间。

. 5 烟气温度对SO2 脱除效率的影响

试验条件: 烟气流量6000 m3/ 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. 5 kGy ,考察反应器入口烟气温度与脱硫率的关系。试验结果如图6 所示。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。

2. 6 烟气含水量对SO2 脱除效率的影响

试验条件:烟气流量6000 m3/ 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. 5 kGy。试验结果如图7 所示。

图7 烟气含水量对SO2 脱除效率的影响由图7 可以看出,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。

3 结语

中国工程物理研究院环保工程研究中心在绵阳科学城热电厂电子束烟气脱硫脱硝工业试验装置上获得的试验结果, 已应用于北京京丰热电EA -FGD 示范工程的施工设计,为工程设计的顺利进行提供了重要依据。今后应深入研究影响氮氧化物脱除效率的参数,寻求获得高脱硫效率、脱硝效率的最佳条件。

增刊杨睿戆等. 电子束氨法烟气脱硫工艺·247 ·[收稿日期] 2003 - 08 - 13 ; [修订日期] 2003 - 09 - 05[作者简介] 杨睿戆(1970 —) ,男,四川

省洪雅县人,大连理工大学2001 级硕士研究生,工程师,主要从事烟气治理技术研究与开发工作。(1. 大连理工大学电气工程与应用电子技术系,辽宁大连116024 ;2. 中国工程物理研究院环保工程研究中心,四川绵阳621900)

范文五：电子束辐射法及其经济分析

辽宁城乡环境科技第21卷第6期2001年12月

电子束辐射法及其经济分析

王德荣

林彦奇

李永芬

沈阳

110031)

(辽宁省环境保护科学研究所

摘要介绍一种干法同时脱硫脱硝燃煤烟气电子束辐射法治理技术, 并对脱除烟气中S O 2、NO x 的反应机理进行探讨, 同时对技术发

展状况及经济效益初步分析。

关键词:电子束燃煤烟气脱硫脱硝

Abstract

This paper describes a technology of dry method of handling flue gas simultaneous rem oval of S O 2and NO x . The focus is on introducing the

reaction principle 、test result 、technology developing status and analysis of economy on electron beam radiation method of eliminating S O 2and NO x in flue gas.

K ey w ords :Electron beam Fuel -coal flue gas R emoval of SO 2and N O x

1引言

煤炭燃烧是空气中S O 2和NO x 的主要来源, 全国每年排放到大气中的S O 2由1995年1500万t 到2000年达到2400万t , 五年时间S O 2的排放量增长40%, NO x 90%来自燃料燃烧。燃煤所造成的污染已成为制约国民经济和社会持续发展的一个重要影响因素, 如不采取有力的治理措施, 这种局面将会加速恶化。

为了治理烟气, 近年来各国相继开发出许多同时脱硫脱硝的方法。美国政府能源调查报告[1]从具有工业应用可行性上考虑, 鉴别出60多种方法并进行了分类, 分析了它们的优、缺点, 电子束辐射法即3电子束辐射法处理烟气的技术概况是其中较好的一种。3. 1工艺过程

以火电厂的排烟脱硫脱硝为例, 见图1。2电子束辐射法的开发和扩大试验研究利用放电技术处理烟气的方法有多种, 一种是

用电子加速器提供高能的电子束辐射法(E BA ) , 另一种是利用高压电晕脉冲放电的方法, 再一个是利用微波和紫外线辐射法。而以电子束辐射法(E BA 法) 研究工作做得多, 该技术首先是日本茬原制作所于1970年着手研究, 1972年又与日本原子能研究所合作, 确立了该技术作为连续处理基础。1974年茬原研究所处理重油燃烧废气, 进行了1000/h 规模的试验, 探明了添加氨的辐射效果, 稳定了脱硫脱硝的条件, 成功地捕集了副产品硫铵和硝铵。1977年与钢铁业防治氮氧化物研究所合作, 进行了烧结炉废气的1万/h 规模的试验, 从而肯定了该法技术。

以煤炭、石油为主要能源的美国, 1983年着手“酸雨”的控制问题, 因而美国能源部(DOE ) 提出用

—24—

该技术的工业试验计划, 总投资700万美元, 由美国

政府、茬原制作所、印地安纳州政府、电力会社、煤炭会社、肥料会社等分担出资, 在印地安纳州煤炭火力发电厂进行规模2. 4万/h 的试验,1987年7月完成[2]。此外受美国能源部委托在堪萨斯州进行的1. 4万/h 工业试验; 西德的2万/h 规模试验, 取得了很好的结果。K iK 原子能研究所为此进行了基础研究。

E BA 法也引起国内的注意, 以上海原子能研究所为中心进行了开发, 2000年, 在四川绵阳热电厂

[3]

3000kW 机组建立示范工程。

来自锅炉的烟气, 经除尘用水喷雾冷却到70℃, 加适量氨, 含氨的烟气通过电子射线的激发辐射, S O 2和NO x 急速氧化水合成硫酸和硝酸、再和氨反应生成粉末状的硫铵和硝铵, 由其后的过滤装置回收作为肥料, 清洁的烟气经烟囱排放

。

电子束辐射法及其经济分析

图2是电子束辐射法的改进法, 该法中用石灰浆脱硫[4]这一流程, 对于燃烧高硫煤的烟气, 可以由喷雾脱硫器除去大部分S O 2, 以节省电子束辐射的能量, 为其提供适宜的脱除S O 2和NO x 的浓度, 同时对烟气进行了降温和增湿, 为电子束辐射工艺创造了条件。

3. 2

王德荣

主要设备及电子束的特点⑴主要设备

该工艺过程的主要设备是电子加速器和反应器, 见图3。电子束是由电子加速器产生的。通过在真空中加热灯丝, 用数百K ev 的加速电极加速由灯丝飞出来的热电子射向烟气通过的空间(反应器) ———电子射线是点状的束, 在其射向及垂直的平面内X 、Y 两个方向进行扫描照射, 以便均匀的辐射大量烟气[5]。

为了防止X 射线的危害, 电子加速器和反应器要放在地下及混凝土构成的照射室内。

⑵电子束技术的特点

用电子束供给反应系统能量是利用了电子束的特殊性质, 即:

a ) 可以在局部位置集中供给高能量

;

b ) 透过力、贯穿力强; c ) 能量利用率高; d ) 反应速度快、时间短;

e ) 实现了新式的自由基离子反应; f ) 反应中不添加催化剂。

a ) b ) c ) 的特点正是利用了电子束法的优点, d ) e ) f ) 的特点是由等离子体或放电作用获得的。3. 3

氧化能力强的OH ?、O ?、H O 2?等活性游离基。

⑵氧化S O 2和NO x

由生成的氧化性活性粒子, 氧化烟气中的S O 2和NO x 生成硫酸和硝酸。

S O 2

OH ?、O ?HO 2?

NO X

OH ?、O ?

2S O 4

3

脱硫脱硝的反应机理HO 2?个反应过程说明这个反应机理, 这三个反应过⑶生成硫铵和硝铵程的反应器中是交叉进行相互影响的。由已生成的硫酸和硝酸与予加入烟气中的氨反

⑴生成氧化性的活性粒子应, 生成细粒的硫酸铵和硝酸铵。如果组合石灰浆喷由电子加强器来的大量高能电子, 在反应器内雾则生成亚硫酸钙和硫酸钙。与烟气的主要成分N 2、O 2、H 2O 分子冲撞, 反应生成茬原研究所与原子能研究所研究表明, NO x 约

—25—

辽宁城乡环境科技第21卷第6期2001年12月

有80%转变为硝铵,20%左右则转变为氮气。3. 4用电子束处理烟气方法的优点

⑴用一个过程能同时脱硫脱硝, 且去除效率较高;

⑵能够生成硫铵和硝铵副产品做化肥用, 没有废弃物;

⑶干法过程, 没有废水及其处理设施; ⑷不用催化剂, 不存在催化剂中毒的使用寿命和更新等问题, 可以节约经费;

⑸设备结构对烟气条件的变动适应性强, 控制容易;

⑹因辅助设备少建设费用和处理费用比湿式脱硫法(FG D ) 加选择性催化还原法(SCR ) 低。3. 5电子束法处理烟气存在的问题

⑴该方法耗电大, 运行费中的电费占的比例高。

⑵烟气辐射装置还没有达到大型工程应用。⑶处理后烟气中还存在排放微量氨、硫酸和一氧化二氮(N 2O ) 的可能性, 有待进一步确证。

电子束法与组合法(FG D +SCR ) 燃煤烟气脱硫脱硝工业试验结果其经济比较见表1。

从表1看出电子束法的设备费的组合法的70%～80%, 运行费是组合法的90%。

5

5. 1

在美国进行的工业试验实例

4用电子束法处理燃煤烟气的经济性

根据美国能源部(DOE ) 报告, 一个500MW 的火力发电厂, 用湿法脱硫(FG D ) 其设备费用为175?/kW , 运行费用18mill/kW ?h , 在其后组合进SCR 法脱氮, 设备费为125?/kW , 运行费为6. 2mill/kW ?h (催化剂使用寿命按6年计算, 若按4年寿命则为7. 6mill/kW ?h ) , 因此合计起来该组合法脱硫脱氮的设备费用为300?/kW , 运行费为24. 2mill/kW ?h 。

电子束法100MW 规模的电厂, 烟气同时脱硫脱氮, 根据美国能源部报告的数据, 设备费用是247?/kw , 运行费是21. 6mill/kW ?h 。根据日本资料报导, 电子束法用于500MW 规模的电厂, 设备费是组合法的70%～80%, 运行费是组合法的90%, 由此计算, 500MW 规模的电厂, 电子束法的设备费是210～240?/kw , 运行费是21. 78mill/kW ?h , 这个数值与美国能源部报告的数值是一致的。

表1

项目

设备占的空间比例设备费(?) /kW

(占的比例)

电子束法处理燃煤烟气的经济评价

组合处理法

100%300(100%) 24. 2(100%) 500

电子束法

40%210～240(70%～80%)

21. 7(90%) 500

运行费m ill/kW ?h

(占的比例)

电厂规模MW

工业试验设备

在美国印地安纳州煤炭火力发电厂烟道引出部

) , 用水喷雾冷却到适宜的反应温度分烟气(150℃

(70℃) 。控制冷却塔出口温度在露点以上, 加氨后进入辐射区, 并喷入少量水。控制反应温度上升后, 电子束辐射后的烟气经捕集, 分离生成硫铵和硝铵粉粒, 在厂房内安装主体电子加速器(800kW ×100mA ×2台) 及其辅机。5. 2主要试验条件

⑴烟气量6000～2400/h ⑵S O 2入口浓度2285～7996mg/⑶NO x 入口浓度472～883mg/⑷烟气温度70℃～120℃⑸吸收电子线量0～3. 0Mrad ⑹NH 3化学当量克分子比0～1. 45. 3试验结果

⑴脱硫脱硝率

a ) 与吸收电子线量关系

脱硝率在高温时效率高, 随着吸收线量的增加而上升, 在1. 8Mrad 时可达80%以上。脱硫率也是随着吸收线量的增加而上升, 在1Mrad 时达90%, 以后处于饱和状态。但对温度影响较大, 低温时脱硫率高。

b ) 与添加氨量的关系

添加NH 3量多少一般情况下对脱硝率几乎没有影响, 但是随着NH 3添加量的增加, 脱硫率上升, 在当量克分子比1. 0附近趋于稳定(>98%) 。

c ) 与S O 2浓度的关系

S O 2浓度从2285mg/增加到7996mg/, 脱硝率也缓慢增加, 增加率约10%, 而脱硫率几乎不变。

⑵副产物

工业试验得到的副产物经肥料会社分析结果有80%的硫铵,5%～9%的硝铵, 相当于含20%的氮素成分。

硫铵和硝铵混合物中的重金属有害成分, 其量甚低, 略同于自然水平。

⑶设备的可靠性

—26—

电子束辐射法及其经济分析

主要设备电子束发生装置(电子加速器, 每台807K W ) , 经两年试验结果没发生质量问题。

王德荣

结语

6电子束法处理技术的新进展

电子束法处理技术发展的重要方面是向低成本、大容量方向。到目前为止, 我国已在四川建设了处理烟气量为12000/h 的示范工程[3], 而进行大面积推广, 目前还未见报导。

而电子加速器高电压(750kev ) 有以下几个主要缺点。

⑴产生X 射线, 工业应用时必须建有混凝土防辐射工程, 装置不能移动。

⑵冷却窗用压缩空气冷却, 电子束照射产生臭氧, 对装置有腐蚀, 对周围环境也有害[6]。

采用低电压的电子加速器(150kev —300kev ) 和多个低能量的电子线源, 如采用至少有两个宽大的阳极装置及与两个阳极同长又间宽电子发射窗的低能量电子枪, 这种结构使电子枪简单, 寿命长, 提高

参考文献了烟气处理能力, 可减少X 射线, 降低屏蔽费用(可

1Ekkehard Richetr , K arl K noblauch , W olfang wunnen 2以用铅版) , 使电子射线源能移动。

由于电子束辐射处理烟气生成硫铵和硝铵混合berg. experiences with active coke processexs for simultaneous re 2

m oval of s o 2and NO 2. US P B REP. 1989,4229-4. 246

物中, 除含有未反应的硫酸或酸性硫酸铵, 还含有副

2昭61-164627,1986. 165-171

产物氨基磺酸系化合物中。酸性肥料吸湿性大、输送

3毛本将等. 环境保护,2000, (8) 13-14

装卸困难, 氨基磺酸系化合物影响植物的发芽和生4青木慎治. 燃料协会,1990,69(3) 165-171长, 应予除掉。肥料中规定, 游离硫酸含量不超过5河色肇太. 化学工学,1989,53(11) 28-290. 5%, 氨基磺酸含量不超过0. 1%。因此日本采取在6昭61-103525,1986,165-170工艺中添加OH ?基捕捉剂或用清洗气体对收集的7昭61-174924,1989,131-134

8王德荣等. 同时脱硫脱硝综合利用一体化研究技术硫铵, 硝铵进行清洗OH , 基捕捉剂除了可以控制有

害的氨基磺酸系化合物外, 还可以提高脱硫脱硝率报告. 辽宁省科技厅技术鉴定会,2001[7]

。

电子束辐射法脱硫脱硝技术与现已较多采用的FG D +SCR 组合法进行比较, 电子束辐射法建设费和运行费用低。但是在燃煤烟气净化技术研究上, 较为活跃, 已有60余种同时脱硫脱硝方法报导, 且也有进展。如气体固体吸附法, 日本从1981处理烟气1000/h 的试验开始到设计处理110万/h 规模的装置。1996年由辽宁省环境保护科学研究所承担辽宁省科技厅科研项目“活性焦吸附法同时脱硫脱硝技术”于2001年4月通过辽宁省科技厅组织技术鉴定[8]。该方法建设费、运行费均低于电子束辐射法。

电子束处理法, 由于实用型大容量电子加速器功率大, 耗电高、价格昂贵、建设燃煤电厂大型实用规模的装置比较困难, 目前认为适于中小型的处理系统。

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