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电子束深度氧化烟气净化技术
作者:管理员    发布于:2016-11-01 09:01:35    文字:【】【】【

  电子束深度氧化烟气净化技术张明徐光(清华大学核能技术设计研究院,北京100084)来自锅炉的烟气经过烟气调节系统后流经1台喷雾干燥器,在那里与雾化的铵盐溶液相互混合,达到对烟气降温、增湿的作用,同时利用烟气的热量把铵盐溶液干燥,干燥得到的铵盐颗粒在喷雾干燥器底部被收集。含有微量铵盐颗粒的烟气再流向辐照室,在烟气进入辐照室之前,向烟气中注入设定化学剂量比的氨气;烟气进入辐照室后,利用电子加速器产生的电子束对烟气照射,使其中的N2、O2、H2O和CO2分子激发或电离,并进一步反应形成强氧化性的自由基,然后发生一系列复杂的氧化反应,并终生成硫酸铵和硝酸铵,这些铵盐以气溶胶微粒的形式存在。烟气离开辐照室后,其中的铵盐微粒被1台湿式除尘器收集,收集起来的铵盐颗粒被循环冲洗水溶解形成铵盐溶液,这些溶液流经过1个过滤系统去掉粗糙飞灰颗粒后,流入溶液槽。溶液槽内一部分溶液流经溶液泵,被输送至喷雾干燥器的雾化器实现对烟气的喷淋。

  化了的烟哝过换热器升温后排入大气。所述吸收汕链式反应主要包吝下的反应i.21日本、美国、波兰和德国等国家的电子束烟气净化工艺流程与上述流程大同小异,都包含了利用加速器辐照烟气的过程。

  目前制约电子束法烟气净化技术发展的主要因素有2个:巨大的初期投资。针对电厂的电子束脱硫装置费用占到整个电厂投资的10~15.其中大功率的加速器必须进口,费用昂贵。

  较高的运行能耗。以成都电厂的电子束烟气净化装置为例,处理3X105Nm3/h的烟气,仅电子枪一项能耗就达到了600kW.一般而言,传统电子束烟气净化装置能耗占电厂发电量的2. 3电子束深度氧化烟气净化技术清华大学通过对电子束烟气净化技术的深入研究,开发了电子束深度氧化烟气净化技术,其主要的工艺流程如所示。

  来自锅炉烟道的烟气经烟气调节系统后经换热器降温,然后从吸收塔底部进入,烟气在塔中向上流动,通过塔中的塔板时和吸收溶液接触,发生气液传质,烟气中的SO2进入吸收液,从而得到了净化。净溶液的主要成分是(NH4)S3,还含有一定量的NH4HSO3和(NH4)2S4,亚硫酸铵溶液具有极强的吸收SO2的能力。吸收液吸收烟气中的SO2后沉降在塔的底部,其中的亚硫酸铵转变成为亚硫酸氢铵,同时一部分水也被蒸发到烟气中,溶液的浓度增加,pH值下降,吸收SO2的能力降低。这时向该溶液中注入氨气,调整溶液的pH值,使之回到中性或者是弱碱性,然后引出一部分溶液输送到加速器辐照系统,余下的另一部分溶液在加入工艺水降低浓度后作为新的吸收液。吸收过程的主要化学反应如下:从吸收塔引出的高浓度亚硫酸铵溶液进入加速器辐照室系统后,在有氧气存在的条件下受到加速器产生的电子束的辐照,其中的H2和2被激发或电离,生成具有高度化学反应活性的自由基,这些自由基引发有2和so3参加的链式反应,sot被氧化成为sr.经过辐照后的溶液其主要成分由亚硫酸铵转变成为硫酸铵。硫酸铵溶液经过结晶干燥后制得硫酸铵化肥。氧化过程中的自由基引发的传统的电子束方法无一例外地使用高能电子辐照烟气,而烟气中的主要成分是氮气和氧气,作为终辐照处理目标的污染物,其含量都是mg/m3量级的。为了提高脱硫率,采用了高电流密度、高电子能量的辐照方式,大部分的高能电子在辐照烟气的过程中与烟气中的氮气和氧气作用,以热效应的方式损失了能量,巨大的能量被浪费在辐照烟气中其他成分上。

  电子束深度氧化烟气净化技术首先利用湿式吸收塔把烟气中的SO2制成高浓度的亚硫酸铵溶液,然后用电子束辐照亚硫酸铵溶液,利用电子束引发的深度氧化反应把(NH4)S3氧化成(NH4)S4.使用深度氧化技术可以用很小的能量付出,获得很高的脱硫效率,并得到作为化肥原料的硫酸铵。

  来自锅炉的烟气经过除尘器除尘后进入吸收±桥,在塔中经过工艺水喷淋、吸收液洗涤和除雾后从塔顶排出,后由增压风机增压后从烟囱排入大气。

  吸收塔底部是容纳吸收液的塔釜,塔釜底部设有注氨点,气氨从这里直接进入吸收液。工艺水从吸收塔中部的喷淋管路进入吸收塔,从雾化喷嘴中以雾状喷出对烟气降温增湿,部分未蒸发的工艺水沉降到塔釜,补充吸收液中损失的水分。吸收液供给泵从塔釜中抽取吸收液并输送到塔上部的吸收液洗涤区,这里有供气液传质的塔板。烟气自下而上穿过塔板,吸收液从塔板上流过后从塔板边缘的降液管流回塔釜。部分吸收液排出到氧化系统,以保证吸收液的成分和浓度稳定。吸收塔顶部是除雾器,用以除去烟气中夹带的液态物质,保证风机不带水运行。在吸收塔的入口和出口设置有烟气成分采样点AI101和AI102,微量烟气经过采样与前处理系统进入在线分析仪测量S2的含量,AI102采样点同时测量烟气中的氨气含量。吸收。

  表3734座净化槽出水BOD调查结果调查数目(座数)百分比6以下60以上合计BOD平均值以上调查结果可以充分肯定净化槽的处理能力。进一步增强净化槽的处理效果可对净化槽进行一定的改造,比如在单位装置后追加砂滤装置、活性炭吸附装置和膜分离装置等3次处理装置或采用投加铁盐和铝盐的强化除磷工艺等。

  3结论与展望随着环境污染的加重及人们对环境质量要求的提高,传统化粪池功能的局限性日益暴露出来。高性能合并处理净化槽具有高效、一体化、无污泥排放和出水可循环利用等优点,建议在此装置的基础上改造和研制出符合我国国情的生活污水处理装置,这具有重大意义,将产生良好的社会效益、经济效益和环境效益。

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