電子束法脱硫工藝

該工藝流程有排煙預除塵、煙氣冷卻、氨的充入、電子束照射和副產品捕集等工序所組成。鍋爐所排出的煙氣，經過除塵器的粗濾處理之後進入冷卻塔，在冷卻塔內噴射冷卻水，將煙氣冷卻到適合於脱硫、脱硝處理的温度（約70℃）。煙氣的露點通常約為50℃，被噴射呈霧狀的冷卻水在冷卻塔內完全得到蒸發，因此，不產生廢水。通過冷卻塔後的煙氣流進反應器，在反應器進口處將一定的氨水、壓縮空氣和軟水混合噴入，加入氨的量取決於SOx濃度和NOx濃度，經過電子束照射後，SOx和NOx在自由基作用下生成中間生成物硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3）。然後硫酸和硝酸與共存的氨進行中和反應，生成粉狀微粒（硫酸氨(NH4)2SO4與硝酸氨NH4NO3的混合粉體）。這些粉狀微粒一部分沉澱到反應器底部，通過輸送機排出，其餘被副產品除塵器所分離和捕集，經過造粒處理後被送到副產品倉庫儲藏。淨化後的煙氣經脱硫風機由煙囱向大氣排放。

EA-FGD工業試驗裝置位於四川省綿陽市科學城熱電廠,對該廠3000kW熱電聯產鍋爐部分煙氣進行了處理。其設計參數為:煙氣處理量3000～12000m3/h;粉塵入口質量濃度300mg/m3～10g/m3,粉塵出口質量濃度小於50mg/m3;氨排放質量分數濃度小於等於50×10-6;反應器入口煙氣温度60～100℃,煙氣相對濕度小於等於100%,NO質量分數200×10-6～800×10-6,NO脱除率大於等於70%,SO2濃度300×10-6～3000×10-6,SO2脱除率大於等於90%。EA-FGD工業試驗裝置主要由煙氣參數調節系統、加速器輻照處理系統、氨投加系統、副產物收集系統和監測控制系統5部分組成

試驗所用煙氣由科學城熱電廠水膜除塵器前、後引入,經煙氣調節塔降温增濕,並注入氨氣,然後進入電子束輻照反應器進行處理。輻照處理後的煙氣通過副產物收集器除去硫酸銨和硝酸銨顆粒,然後經引風機和煙囱排入大氣。　為滿足試驗需要,通過向煙氣直接投加SO2和NO氣體來調節SO2和NO濃度。在煙氣調節塔前和副產物收集器後分別設置了煙氣參數監控裝置,由總控制室的控制系統統一調控。

熱化學反應對SO2脱除效率的影響:

熱化學反應對SO2總脱除率的貢獻較大,扣除漏風等因素,熱化學反應對SO2總脱除率的貢獻約為50%～80%。隨着氨化學計量比的增加,SO2的脱除效率還將進一步提高。對所獲副產物進行的成分分析表明,亞硫酸銨佔了相當比例。

氨投加化學計量比對SO2脱除效率的影響:

當吸收劑量一定時,氨投加量對SO2脱除效率影響較大。氨與SO2既能直接發生熱化學反應生成亞硫酸鹽,又能與SO2被氧化後生成的硫酸反應。因此,SO2的脱除效率隨氨投加化學計量的增大而上升。

煙氣温度對SO2脱除效率的影響:

試驗條件:煙氣流量6000m3/h,反應器入口SO2質量分數為2000×10-6,氨的化學投加計量比取1.0,吸收劑量為7.5kGy,考察反應器入口煙氣温度與脱硫率的關係。反應器入口煙氣温度在較小範圍升高時,SO2的脱除效率略有下降。

煙氣含水量對SO2脱除效率的影響:

試驗條件:煙氣流量6000m3/h,反應器入口煙氣温度57～59℃,反應器入口SO2質量分數為1500×10-6,氨的化學投加計量比取1.0,吸收劑量7.5kGy.SO2脱除效率隨煙氣含水量的增大而上升。這是因為煙氣中的水分子受電子束激發,產生OH和HO2自由基,對SO2的氧化起着主要作用。此外,煙氣含水量的增大有利於增加液相反應機率,促進氣溶膠的成核、生長,也有利於煙氣中SO2的脱除。