電子束輻射法脫硫是一種脫硫新工藝，經過20多年的研究發現，已從小試、中試和工業示範逐步走向工業化。其主要特點是：過程為乾法，不產生廢水廢渣；能同時脫硫脫銷可達到90%以上的脫硫率和80%以上的脫硝率；系統簡單，操作方便，過程易於控制；對於不同含硫量的煙氣和煙氣量的變化有較好的適應性和負荷跟蹤性；副產品為硫酸銨和硝酸銨混合物，可用作化肥。
基本介紹
- 中文名：電子束輻射法
- 外文名：Electron beam radiation method
- 技術：脫硫脫硝技術
- 副產品：硫酸銨和硝酸銨
- 影響因素：輻照劑量等
- 適用範圍：中小型的處理系統
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反應原理
除塵淨化後的含硫煙氣先通過冷卻塔調節溫度和濕度（即在冷卻塔內噴射冷卻水，噴成霧狀的冷卻水被高溫煙氣完全汽化，無任何排放水處理），將煙氣迅速冷卻到適合電子束脫硫、脫硝的溫度（約60~70℃），然後將根據SO2濃度、NOx濃度及設定的脫硫脫硝效率當量的氨注人低溫煙氣，並導人反應器,在此用電子束照射含氨煙氣，高能電子束使煙氣中的N2、O2、H2O吸收能量後產生多種游離的活性基團，並很快使SO2和NOx氧化成硫酸和硝酸，並與氨反應分別生成粉狀硫酸銨和硝酸銨，通過乾式電集塵器分離、捕集後回收利用。
反應過程
（1）自由基生成：
N2，O2，H2O + e→OH，O，HO2，N
（2）SO2氧化並生成H2SO4：
SO2→SO3→H2SO4
SO2→HSO3→H2SO4
（3）NOx氧化並生成硝酸：
NO→NO2→HNO3
NO→NO2+OH→HNO3
（4）酸與氨反應生成硫酸銨和硝酸銨：
H2SO4+2NH3→(NH4)2SO4
HNO3+2NH3→NH4NO3
技術發展
1972年，日本荏原（EBARA）公司和日本原子力研究所（JAERI）合作進行電子束煙氣脫硫技術的研究。1974年在藤澤中央研究所建成處理量為1000m/h的小型中試廠，1978年在九州八幡鋼廠建成處理10,000m/h燒結爐煙氣的示範廠，初步證明電子束法的套用前景。在此之後，美國、德國、波蘭和中國等世界各國的科學家相繼對此技術開展大量的機理研究，並分別在美國印第安納波利斯、德國卡爾斯魯厄、波蘭卡維真以及日本新名古屋等地建立了處理煙氣量為12,000~20,000m/h的中試裝置，其試驗結果均證實了電子束法的商用可行性。
在取得了令人滿意的中試結果後，1993年，波蘭在國際原子能機構的援助下，完成了10萬千瓦發電機組煙氣淨化裝置的設計，其設計的SO2和NOx脫除指標分別為90%和70%，後根據波蘭的現行法規改為70%和80%，由於建造經費不能及時到位，進程比較緩慢，直到2001年建成運行。1995年9月，我國政府與日本荏原公司簽訂關於在成都電廠實施電子束脫硫工業示範工程（中國EBA項目）項目協定書和實施契約。成都示範工程於1996年3月開始正式實施，1997年5月完成工程建設，同年7月全系統通過72小時連續運行。1998年產5月28日通過國家竣工驗收鑑定,各項指標均達到或超過設計要求同。成都示範工程的圓滿成功標誌著電子束煙氣治理技術正式進入工業套用階段。
影響因素
（1）輻照劑量的影響
清除率隨輻照劑量的增加而提高；同時，要獲得較高的清除率，所需輻照劑量應在1Mrad以上。
（2）氣體溫度的影響
隨著氣體溫度的降低，清除率將會提高。對於NOx來說，最佳處理溫度在70℃左右。
（3）水分的影響
水分的存在對SO2和NOx的清除率的影響有些不同。在廢氣中不含水分時，幾乎不能清除SO2，而當水分含量在0.26~8%時，SO2含量隨劑量增加而迅速下降；再進一步增加劑量時，則SO2含量緩緩下降。亦即在1Mrad劑量以上，清除率變化甚小。在無水分存在時，NOx含量先隨劑量增加而稍有下降，而後卻隨劑量增加而逐漸上升。而水分含量的變化，對NOx清除率的影響較對SO2為明顯。
（4）注入氨量的影響
注氨後輻照可以提高SO2和NOx的清除率，同時能降低所需的電子束劑量。
結語
電子束輻射法脫硫脫硝技術與現已較多採用的FGD+SCR組合法進行比較，電子束輻射法建設費和運行費用低。但是在燃煤煙氣淨化技術研究上，較為活躍，已有60餘種同時脫硫脫硝方法報導，且也有進展。如氣體固體吸附法，日本從1981處理煙氣1000 m/h的試驗開始到設計處理110萬m/h規模的裝置。1996年由遼寧省環境保護科學研究所承擔遼寧省科技廳科研項目“活性焦吸附法同時脫硫脫硝技術”，於2001年4月通過遼寧省科技廳組織技術鑑定，該方法建設費、運行費均低於電子束輻射法。
電子束處理法，由於實用型大容量電子加速器功率大，耗電高、價格昂貴、建設燃煤電廠大型實用規模的裝置比較困難，故而認為適用於中小型的處理系統。
