河北科技大学：《大气污染治理工程》课程教学资源（PPT课件）电子束脱硫技术应用及分析

电子束脱硫技术应用及分析 *1前言 *2电子束脱硫工艺原理 *3电子束脱硫工艺流程 *4电子束脱硫工艺特点 *5EBA示范项目技术经济指标 *6运行状况与应用分析

电子束脱硫技术应用及分析  1 前言  2 电子束脱硫工艺原理  3 电子束脱硫工艺流程  4 电子束脱硫工艺特点  5 EBA示范项目技术经济指标  6 运行状况与应用分析

1前言 电子束烟气脱硫脱氮技术是一项物理与化学紧密 结合的高新技术,国外70年代初期就开始了探索研 究。日本荏原制作所在1970年即开始研究电子束法 脱除烟气中的SO2与NO,1973年建成模拟气体和重 油燃烧烟气的小试裝置;随后研究证明了电子東照 射法可同时脱硫和脱氮;经中试研究进一步掌握了 实际设备所需的各项定量参数,长期运转中试设备 的可靠性,并能适应严格的环保标准规定。对副产 品的硫酸铵(含极少量硝酸铵)进行的植物裁培试验表 明:脱硫副产品具有与销售氮肥相同的质量,对植 物的发育无不良影响。至此,电厂烟气电子束脱硫 工业性试验的条件已完全具备

1 前 言 电子束烟气脱硫脱氮技术是一项物理与化学紧密 结合的高新技术，国外70年代初期就开始了探索研 究。日本荏原制作所在1970年即开始研究电子束法 脱除烟气中的SO2与NOx，1973年建成模拟气体和重 油燃烧烟气的小试装置；随后研究证明了电子束照 射法可同时脱硫和脱氮；经中试研究进一步掌握了 实际设备所需的各项定量参数，长期运转中试设备 的可靠性，并能适应严格的环保标准规定。对副产 品的硫酸铵(含极少量硝酸铵)进行的植物裁培试验表 明：脱硫副产品具有与销售氮肥相同的质量，对植 物的发育无不良影响。至此，电厂烟气电子束脱硫 工业性试验的条件已完全具备

在我国,该技术作为“七五”期间国家重点科 技攻关项目,以上海原子能研究所为主曾作过小型 试验,至今仍有一些院校在不断深入研究。 鉴于合作建设SO2脱除装置在我国很有必要性 同时开发新的脱硫工艺技术又是电力工业发展所必 需,在国家计委和原电力工业部的推进和领导下, 1995年初决定由四川省电力局与荏原制作所合作建2 设电子束脱硫示范装置。1998年5月,中日合作成都 电厂EBA示范项目通过了验收与技术鉴定。该装置 烟气处理量30×104m3/h,为目前世界上建成并投运 的最大规模的工业装置

在我国，该技术作为 “七五”期间国家重点科 技攻关项目，以上海原子能研究所为主曾作过小型 试验，至今仍有一些院校在不断深入研究。 鉴于合作建设SO2脱除装置在我国很有必要性， 同时开发新的脱硫工艺技术又是电力工业发展所必 需，在国家计委和原电力工业部的推进和领导下， 1995年初决定由四川省电力局与荏原制作所合作建 设电子束脱硫示范装置。1998年5月，中日合作成都 电厂EBA示范项目通过了验收与技术鉴定。该装置 烟气处理量30×104 m3 /h，为目前世界上建成并投运 的最大规模的工业装置

2电子束脱硫工艺原理 脱硫、脱硝主要机理: (1)游离基的生成: 燃煤排烟由氮、氧、水蒸汽、CO2等主 要成分及SO2、NO等微量有害成分构成。 当电子束照射烟气时,电子束能量大部分 被烟气中的氮、氧、水蒸汽所吸收,从而 生成富有反应活性的游离基OH基、O原子、 HO2基、N基) N2、O2、H,O→>OH、O、HO2、N

2 电子束脱硫工艺原理 脱硫、脱硝主要机理： （1）游离基的生成： 燃煤排烟由氮、氧、水蒸汽、CO2等主 要成分及SO2、NOx等微量有害成分构成。 当电子束照射烟气时，电子束能量大部分 被烟气中的氮、氧、水蒸汽所吸收，从而 生成富有反应活性的游离基(OH基、O原子、 HO2基、N基)： N2、O2、H2O→OH、 O 、HO2、N

(2)SO2与NO的氧化: 烟气中的SO2与NOx,与因电子束照射 而生成的游离基进行反应,分别氧化成硫酸 (H2SO4)与硝酸(HNO3): SO,_0 HSO. OH HSO SO O SO H0-HSO4 OH NO HNOHNO HO NO 12. NO +OH O OH No NO HNO3

（2）SO2与NOx的氧化： 烟气中的SO2与NOx ,，与因电子束照射 而生成的游离基进行反应，分别氧化成硫酸 （H2SO4）与硝酸（HNO3） ： SO2 HSO3 HSO4 SO2 SO3 HSO4 NO HNO2 HNO3 NO NO2+OH NO NO2 HNO3 OH OH OH O O H2O O OH HO2

(3)硫酸铵与硝酸铵的生成 已生成的硫酸和硝酸再与电子束照射以前 喷入的氨NH3进行中和反应,分别生成硫酸 铵[(NH4)2SO4)和硝酸铵NHNO3)的粉状微粒, 若有尚未反应的剩余的SO2和NH3时,可分别 在上述微粒表面进一步进行热化学反应,从而 SO2和NH3的一部分会生成硫酸铵、硝酸铵: H2SO4+ 2NH3 -(NH4)2SO4 HNO3+NH3→NH4NO SO2+2NH3 +H2O+1/202(NH4)2SO4 从电子束照射到硫酸铵、硝酸铵生成所需 的时间极短,仅约1秒

（3）硫酸铵与硝酸铵的生成： 已生成的硫酸和硝酸再与电子束照射以前 喷入的氨(NH3 )进行中和反应，分别生成硫酸 铵[(NH4 )2SO4 )和硝酸铵(NH4NO3 ))的粉状微粒， 若有尚未反应的剩余的SO2和NH3时，可分别 在上述微粒表面进一步进行热化学反应，从而 SO2和NH3的一部分会生成硫酸铵、硝酸铵： H2SO4 + 2NH3 → (NH4 )2SO4 HNO3 + NH3 → NH4NO3 SO2+2NH3+H2O+1/2O2 → (NH4 )2SO4 从电子束照射到硫酸铵、硝酸铵生成所需 的时间极短，仅约1秒

3电子束脱硫工艺流程 该项技术的工艺流程(见图1)由排烟冷 却、氨的喷入,电子束照射与副产品收集 等工序组成

3 电子束脱硫工艺流程 该项技术的工艺流程（见图1）由排烟冷 却、氨的喷入，电子束照射与副产品收集 等工序组成

现有锅炉空气预热器于式电集尘器 烟囱 空气 囗(冷却水 电子束发生装置 于式集尘器 反应器 冷却塔 供氨设备 匚造粒设备 氮肥(硫酸铵) 图1电子東脱硫工艺流程 图1电子束脱硫工艺流程

图1 电子束脱硫工艺流程

4电子束脱硫工艺特点 (1)电子束透过力、贯穿力强,经屏蔽后 可在反应室内集中供给高能量辐照烟气。 反应速度快、时间短; (2)在同一反应室内同时脱硫与脱硝: (3)为干法过程,无废水排放; (4生成的副产品可作农用氮肥,无固体今 废弃物; (5)对烟气条件的变化适应性强; (6)实现了自动控制,操作较简便

4 电子束脱硫工艺特点 (1)电子束透过力、贯穿力强，经屏蔽后 可在反应室内集中供给高能量辐照烟气。 反应速度快、时间短； (2)在同一反应室内同时脱硫与脱硝； (3)为干法过程，无废水排放； (4)生成的副产品可作农用氮肥，无固体 废弃物； (5)对烟气条件的变化适应性强； (6)实现了自动控制，操作较简便

5EBA尔范项目技术经济指标 1)烟气量:30×104m3/h,从华能成都电厂 200MW机组670t/h锅炉烟气抽取 (2)主要技术参数(设计值): 入口烟气SO浓度(最大) 5148mg/m 入口烟气NO浓度 680mg/m 入口烟气烟尘浓度 390mg/m 脱硫效率80% 脱氮效率10% 电耗量1900kWh/h 水耗量16t/h 蒸汽耗量2t/h 出口烟气氨浓度(即反应剩余浓度)<76mg/m3

5 EBA示范项目技术经济指标 （1）烟气量：30×104m3 /h，从华能成都 电厂 200MW机组670t／h锅炉烟气抽取。 （2）主要技术参数(设计值)： 入口烟气SO2浓度（最大） 5148mg/m3 入口烟气NOx浓度 680mg/m3 入口烟气烟尘浓度 390mg/m3 脱硫效率 80％ 脱氮效率 10％ 电耗量 1900kWh／h 水耗量 16t／h 蒸汽耗量 2t／h 出口烟气氨浓度(即反应剩余浓度) <76mg／m3