电子束辐照烟气脱硫脱硝工业化试验装置

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 我国大气污染的主要原因是局部地区大量燃煤设施排放二氧化硫所致。控制燃煤电厂及其它工业企业的二氧化硫排放已成为控制我国大气二氧化硫污染和酸雨危害的关键。目前，我国大型烟气脱硫装置的技术和主要工艺设备皆从国外进口，且大多采用湿法脱硫技术。湿法脱硫技术存在装置工程造价高，副产物难以处理和利用等缺点，在一定程度上影响了该技术在我国的推广使用和我国大气二氧化硫污染治理进程。因此，烟气脱硫新技术的开发和国产化就显得十分重要。

采用电子束辐照烟气脱硫脱硝技术（简称EBP）的烟气脱硫装置一次性投资低，适用范围广，对环境无二次污染，实现了硫氮资源的综合利用和自然生态循环，是一种资源化的污染治理技术。EBP技术能适应未来治理大气氮氧化物污染的要求，技术的前瞻性好，是当今惟一能同时脱除二氧化硫和氮氧化物的烟气净化技术。同常用的石灰石/石膏湿法相比，EBP烟气脱硫装置的建设投资和运行费用分别低30%和20%以上，具有很好的技术经济性和良好的市场前景，是当今最经济和高效的烟气脱硫脱硝技术。

基于上述情况，中国工程物理研究院自筹资金2000余万元自行设计和建造了我国第一套电子束辐照烟气脱硫脱硝工业化试验装置。

试验装置建于四川绵阳科学城热电厂，试验装置的设计技术参数为：烟气处理量3000~12000m3/h；粉尘入口浓度3×10-5~10g/m3；粉尘出口浓度 150mg/m3；氨排放浓度≤5×10-5(V/V)；反应器入口烟气温度60~100℃；烟气相对湿度 ≤100%；一氧化氮浓度(2~8)×10-4(V/V)；一氧化氮脱除率 sup3;50%；二氧化硫浓度(3~30)×10-4(V/V)；二氧化硫脱除率≥90%。试验装置平面布置 。

试验装置由烟气参数调节系统、加速器辐照处理系统、氨投加装置、副产物收集装置、监测控制系统五个主要部分组成。采用如图2所示的工艺流程，处理用烟气分别取自电厂水膜除尘器前和水膜除尘器后。烟气经冷却塔降温增湿后，送至反应器，喷入氨气，用电子束辐照处理。辐照后的烟气被输送至副产物收集器，回收烟气中的硫酸铵和硝酸铵。处理后的烟气经排风机从烟囱排入大气。

为满足实验工作的需要，采用向烟气中直接投加SO2和NO气体的方案调节烟气中SO2和NO浓度。在冷却塔前和副产物收集器后分别设置烟气参数控制装置，整个实验装置由设在总控制室的控制系统管理和操作。

为测试装置的性能指标，对装置进行了72h连续运行试验，由绵阳市环境监测站对装置在不同工况条件下的有关性能指标进行测试，试验中产生的副产物由四川联合大学西区分析测试中心检测。结果表明，在72h连续运行试验中，装置能连续稳定的运行；装置对含高达3×10-3(V/V)二氧化硫的烟气，脱除效率保持在92%以上。氮氧化物的脱除效率大于75%，处理后烟气中氨浓度始终低于4×10-5(V/V)；副产物中重金属含量低于0.026%。副产物的含氮量受烟气含尘浓度和二氧化硫浓度的影响，对含152×10-5(V/V)的二氧化硫和152mg/Nm3粉尘的烟气，经试验装置处理后，副产物中氮含量为19.57%。至今，试验装置累计运行时间已超过1000h。副产物收集用静电除尘器工作正常，未出现由于副产物粘附而不能运行的情况。

装置的性能试验及测试结果表明，装置的技术指标和性能已达到设计要求。装置的成功投运表明，我国已基本掌握EBP工业化中试技术，在副产物收集技术和设备方面独具特色。该装置将为EBP工业化技术的研究和开发提供良好的试验条件和实验手段。