目前在(zai)日本的(de)(de)關越(yue)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)已成功(gong)地將電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)用于(yu)長(chang)大(da)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)分段縱向(xiang)式(shi)通風系統中清除(chu)(chu)污(wu)染(ran)空(kong)(kong)氣(qi)中的(de)(de)粉塵(chen)。但靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)不能(neng)凈(jing)(jing)化公(gong)路隧(sui)(sui)道(dao)(dao)中的(de)(de)另一個主要污(wu)染(ran)物質 ——一氧化碳(CO)。經(jing)過(guo)探(tan)索研究(jiu)，利用高壓(ya)脈沖電(dian)(dian)暈技術研制(zhi)的(de)(de)隧(sui)(sui)道(dao)(dao)空(kong)(kong)氣(qi)凈(jing)(jing)化器(qi)，在(zai)實驗室模擬凈(jing)(jing)化了(le)公(gong)路隧(sui)(sui)道(dao)(dao)內被污(wu)染(ran)的(de)(de)空(kong)(kong)氣(qi)，取得了(le)以下成果：隧(sui)(sui)道(dao)(dao)空(kong)(kong)氣(qi)凈(jing)(jing)化器(qi)在(zai)風速(su)為(wei)7.5m/s的(de)(de)條件下，除(chu)(chu)塵(chen)率為(wei)93%，CO的(de)(de)凈(jing)(jing)化率為(wei)72%。

一(yi)、高壓脈沖電(dian)暈技術原理

脈沖電(dian)(dian)源產生(sheng)的(de)(de)(de)高電(dian)(dian)壓脈沖加在(zai)反(fan)應器(qi)(qi)電(dian)(dian)極上，在(zai)反(fan)應器(qi)(qi)電(dian)(dian)極之間產生(sheng)強電(dian)(dian)場(chang)(chang)，在(zai)強電(dian)(dian)場(chang)(chang)作用下，部分煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)分子(zi)電(dian)(dian)離(li)，電(dian)(dian)離(li)出的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)在(zai)強電(dian)(dian)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)加速下獲(huo)得能(neng)(neng)量，成為高能(neng)(neng)電(dian)(dian)子(zi)(5～20eV)，高能(neng)(neng)電(dian)(dian)子(zi)則可以激活(huo)、裂解、電(dian)(dian)離(li)其(qi)他煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)分子(zi)，產生(sheng)OH、O、HO2等多種活(huo)性粒(li)子(zi)和自(zi)由(you)基。在(zai)反(fan)應器(qi)(qi)里，煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)SO2、 NO被活(huo)性粒(li)子(zi)和自(zi)由(you)基氧化為高階氧化物SO3、NO2，與煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在(zai)有NH3或其(qi)它中和物注入情(qing)況下生(sheng)成（NH4）2SO4/NH4NO3的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)溶膠，再由(you)收(shou)塵(chen)器(qi)(qi)收(shou)集。脈沖電(dian)(dian)暈放電(dian)(dian)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)脫(tuo)硫脫(tuo)硝反(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)場(chang)(chang)本身同時(shi)具有除塵(chen)功能(neng)(neng)。

二、高壓脈沖電暈技術處理流程

高壓脈沖電暈技術主要(yao)由煙(yan)(yan)氣調(diao)質(zhi)系(xi)統(tong)(tong)、脈沖高壓電源(yuan)系(xi)統(tong)(tong)、反(fan)應(ying)(ying)器(qi)系(xi)統(tong)(tong)、副(fu)產物(wu)(wu)收(shou)集(ji)系(xi)統(tong)(tong)、控制系(xi)統(tong)(tong)、氨站和(he)輔助裝置構成(cheng)。除(chu)塵后的(de)(de)鍋(guo)爐煙(yan)(yan)氣，經煙(yan)(yan)氣調(diao)質(zhi)塔調(diao)節(jie)煙(yan)(yan)氣的(de)(de)溫度和(he)濕度，然后流經反(fan)應(ying)(ying)器(qi)，在反(fan)應(ying)(ying)器(qi)中的(de)(de)脈沖電暈放電等離子體場中，煙(yan)(yan)氣中的(de)(de)二(er)氧化(hua)(hua)硫(liu)和(he)氮氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)與氨站提供(gong)的(de)(de)氨氣發生作用，分別形成(cheng)硫(liu)酸(suan)銨(an)和(he)硝(xiao)酸(suan)銨(an)。通過副(fu)產物(wu)(wu)收(shou)集(ji)系(xi)統(tong)(tong)收(shou)記(ji)下來用作化(hua)(hua)肥，潔凈的(de)(de)煙(yan)(yan)氣從煙(yan)(yan)囪排出。

三、高壓脈沖電暈技術的發展背景

脈(mo)沖電暈等(deng)離子體(Pulse-induced Plasma Chemical Process，即(ji)PPCP)脫硫(liu)(SO2)脫硝(NOx)是80年代發展起來的一(yi)門(men)技術。

1984年，Mizuno首先用脈沖(chong)電暈放電對模擬煙(yan)氣進行脫除SO2的試(shi)驗(yan)，實驗(yan)表明：脈沖(chong)電暈對SO2的脫除是非常(chang)有(you)效的，在(zai)能量利(li)用率方面，它至少(shao)是電子束的兩倍。

1986 年，Masuda采用(yong)正(zheng)、負(fu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)進行了(le)脫(tuo)(tuo)(tuo)除(chu)(chu)(chu)NO的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)，結(jie)果(guo)(guo)表明，用(yong)正(zheng)、負(fu)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)都可以除(chu)(chu)(chu)去NO。1986年，Clements使用(yong)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)進行同時(shi)(shi)除(chu)(chu)(chu)去SO2、NOx和(he)飛灰(hui)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。實驗中發現(xian)飛灰(hui)的(de)(de)(de)存在可改善NO的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)除(chu)(chu)(chu)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。這項實驗結(jie)果(guo)(guo)對(dui)除(chu)(chu)(chu)塵器的(de)(de)(de)改造非常(chang)有吸引力(li)。此后，Dinelli進行的(de)(de)(de)用(yong)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)同時(shi)(shi)脫(tuo)(tuo)(tuo)除(chu)(chu)(chu)煙(yan)氣(qi)中的(de)(de)(de)NOx和(he)SO2的(de)(de)(de)工業性(xing)試驗中，獲得了(le)50%～60%的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)效(xiao)(xiao)率(lv)和(he)約80%的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)效(xiao)(xiao)率(lv)。1992年，WangRonyi利用(yong)很(hen)接(jie)近于真(zhen)實煙(yan)氣(qi)的(de)(de)(de)模擬煙(yan)氣(qi)研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)正(zheng)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)對(dui)SO2和(he)NO的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)除(chu)(chu)(chu)，脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)率(lv)大(da)于95%，脫(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)率(lv)為30%～57%。80年代末期(qi)，我國也開始對(dui)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)技術(shu)進行研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。吳彥和(he)Masuda研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)NO在電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)場中的(de)(de)(de)氧化。實驗結(jie)果(guo)(guo)顯示：對(dui)NO氧化，正(zheng)極性(xing)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)好，且脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓前沿上升時(shi)(shi)間愈短愈好。重慶大(da)學最近采用(yong)納(na)秒(ns)級脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)暈(yun)(yun)(yun)放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)技術(shu)氧化脫(tuo)(tuo)(tuo)除(chu)(chu)(chu)CO的(de)(de)(de)實驗研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)，并取得了(le)滿(man)意的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。研(yan)(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)表明，該技術(shu)具有廣闊的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前景。

四、我國高壓脈沖電暈技術的研究動向

中國工(gong)程物理研究(jiu)(jiu)院研究(jiu)(jiu)開發的脈沖電暈等離子煙氣(qi)脫硫(liu)脫硝(xiao)技(ji)(ji)術（PPCP）。高(gao)(gao)壓脈沖電暈空氣(qi)凈(jing)化(hua)器其電源(yuan)可靠性高(gao)(gao)、維護簡便(bian)，工(gong)藝簡單(dan)；采用(yong)了反應(ying)除塵一(yi)體化(hua)技(ji)(ji)術，整個裝(zhuang)置占地面積小，該技(ji)(ji)術裝(zhuang)置簡單(dan)、運行成本(ben)與投資(zi)費用(yong)較低(di)；可將有害污染物清除徹(che)底、不會產(chan)生(sheng)二(er)次污染等優點。可廣泛用(yong)于煙氣(qi)脫硫(liu)脫硝(xiao)的處理。

重慶大學在(zai)總結國(guo)內(nei)外治(zhi)理(li)隧道空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)污(wu)(wu)染(ran)(ran)經驗(yan)(yan)的(de)(de)基礎上,借鑒(jian)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)污(wu)(wu)染(ran)(ran)控制的(de)(de)先進技術,提(ti)出(chu)了對隧道內(nei)污(wu)(wu)染(ran)(ran)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)進行(xing)就地(di)凈(jing)化的(de)(de)新思路,并與四川省交(jiao)通廳合作, 開展(zhan)了隧道空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)凈(jing)化器的(de)(de)研(yan)究。隧道空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)凈(jing)化器應用脈(mo)沖(chong)電(dian)暈放(fang)(fang)電(dian)技術,可同(tong)時(shi)對公路長大隧道中的(de)(de)兩個主(zhu)要控制污(wu)(wu)染(ran)(ran)物質——粉塵和(he)CO進行(xing)脫(tuo)除(chu)(chu),并可同(tong)時(shi)對其(qi)它污(wu)(wu)染(ran)(ran)物質如NOx、SO2等進行(xing)有效脫(tuo)除(chu)(chu),使隧道內(nei)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)質量達(da)到環保要求。在(zai)實驗(yan)(yan)室(shi)模擬隧道污(wu)(wu)染(ran)(ran)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)條件下,用脈(mo)沖(chong)電(dian)暈放(fang)(fang)電(dian)進行(xing)的(de)(de)凈(jing)化實驗(yan)(yan)研(yan)究表明, 煙塵凈(jing)化率可達(da)85%以上；CO的(de)(de)凈(jing)化率可達(da)60%以上。

研(yan)(yan)究表明(ming),采用(yong)脈沖電暈技術是解決公路(lu)長大隧(sui)道(dao)空氣污(wu)染問題的(de)(de)最(zui)有效的(de)(de)方法。這種治理方式(shi)環境效益十分明(ming)顯。該技術的(de)(de)研(yan)(yan)究成功,對我國(guo)乃至(zhi)世界公路(lu)長隧(sui)道(dao)的(de)(de)建設有著重大的(de)(de)現實意義。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章