流光放电等离子体氨法烟气脱硫工艺
摘要：介绍一种流光放电烟气脱硫湿法工艺流程，其特征是：(1)采用交直流叠加(AC/DC)方式在工业型反应器发生分布良好的流光放电等离子体；(2)取代传统等离子体干法技术，采用分区湿式反应器系统，大幅降低能耗，无产物粘壁；(3)采用可规模化的流光放电等离子体氧化技术，实现高浓度亚硫酸铵氧化；(4) 控制尾气氨逸出；(5)生成液浓缩脱水结晶干燥制得固体硫酸铵。通过半工业试验，在SO2初始浓度500～1000 μl·L-1 条件下，脱硫率≥95%，亚硫酸盐一次氧化率50%～70%，适当处理后达到90%以上，反应器能耗小于3. 5 W·h·m-3，氨逸出在5 μl·L-1以下，副产回收适合农用的铵肥。在吸收液盐浓度3 mol·L-1下还可以获得有实用价值的反应速度，显示出良好的工业应用前景。
关键词：流光放电；氨法烟气脱硫；AC/DC叠加电源；亚硫酸铵氧化；等离子体氧化
用ＮＨ３ 吸收烟气中ＳＯ２ 是常规氨法烟气脱硫成熟技术， 难点之一是对脱硫产物混合盐溶液（ＮＨ４）２ＳＯ３ＮＨ４ＨＳＯ３（ＮＨ４）２ＳＯ４ 的处理。理想的工艺是将四价硫Ｓ（Ⅳ）氧化为六价硫Ｓ（Ⅵ），制成高附加值的化肥硫酸铵（氨硫铵法）。
多年来对亚硫酸盐溶液氧化的研究工作大多涉及对酸雨机制的探索［１］，采用的溶液浓度一般为毫摩尔量级，氧化速度十分缓慢［２］。李伟等［３４］通过填料塔对亚硫酸铵溶液的空气氧化过程各影响因素进行了研究，结果认为很难将它实现为一种经济性好的工业化技术。
自２０世纪７０年代发现非热等离子体脱除气体中ＳＯ２ 和ＮＯ狓的效应以来［５］，大量研究试图将其开发为一种工业性的实用技术， 在意大利、中国［６］、韩国［７］等国相继进行以窄脉冲干法为特点的放电等离子体烟气脱硫的工业试验，但不同程度上存在着高能耗、氨逸出和粘壁等问题。在非热等离子体脱硫脱硝的机理研究方面，大多着眼于它的气相反应［８］。Ｈｕｉｅ等［９］在解释大气液滴中ＳＯ２ 被氧化为硫酸的化学过程中，提出了由ＳＯ３自由基引发的一套液相链反应。Ｌｉ等［１０］将Ｈｕｉｅ机制运用于非热等离子体干法脱硫过程，断定放电产生的自由基ＯＨ 和气体中的ＳＯ２、Ｏ２ 及ＮＨ３ 传质到反应器内固体表面的液膜上，引发链反应，并对液膜上的链过程作了半定量解析，提出气液传质效率因子对脱硫的作用，得到了与试验相符的结果，说明非热等离子体脱除ＳＯ２ 的主要反应是气液复相反应［１１］。研究结果显示，采用等离子体湿法取代干法，有利于复相反应，且不存在干法中副产物黏附难收集等问题。
流光电晕产生高能电子是气体电晕放电化学效应的根源。气体放电引发化学反应主要依靠放电生成的自由基及其他活性粒子，如ＯＨ、Ｏ、Ｎ、Ｏ３等。要产生自由基就需要打断Ｈ２Ｏ 和Ｏ２ 等分子键或使分子电离。试验证明，采用适当的电极结构，在一定的直流基压上叠加一定频率和峰值的交流电压（ＡＣ／ＤＣ） 可产生稳定的流光电晕， 这种流光电晕有良好的脱硝效果［１２］，最近的试验研究证实在工业脱硫应用上也取得很好的效果［１３］。鉴于此，本文报告一种可供工业实施的流光放电等离子体氨法脱硫工艺，主要特点是：
（１）采用交直流叠加（ＡＣ／ＤＣ） 电源在工业型反应器发生分布良好的流光放电等离子体；
（２）采用分区湿式等离子体反应器系统；
（３）采用可规模化的放电等离子体氧化技术将亚硫酸铵氧化为硫酸铵。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
如果需要了解更加详细的内容，请点击下载 
DZY09030411.pdf
下载该附件请登录，如果还不是本网会员，请先注册
