等离子体法烟气脱硫

据统计，我国目前SO₂年排放量约为2000万t，其中燃煤SO₂排放量占SO₂排放总量的90%以上。《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》要求：到2005年，SO₂排放量在2000年基础上削减10%，“两控区”削减20%。国务院批复的《家园环境保护“十五”计划》中也明确要求：2005年，SO₂排放量将控制在1800万t，其中工业排放的SO₂控制在1450万t。根据我国环境保护“十五”规划中的SO₂减排计划，未来10年内至少有总功率40000kW以上的火电装机容量，需要安装烟气脱硫装置。目前，我国政府已决定对175个地区从2001年起分两个5年分别重要安排520个和400个项目，各投入840亿元人民币用于燃煤锅炉烟气SO₂治理。
　　烟气中的SO₂是造成酸雨的主要原因之一。目前，酸雨已成为当今世界三大环境问题之一，它导致土壤和水系的酸化，危害动、植物的生长，严重破坏生态环境，给各国都带来了巨大的经济损失。SO₂还直接危害人类的身心健康，因此SO₂的控制受到各国的重视。
　　目前，控制SO₂的途径主要有：燃料脱硫、燃烧脱硫和烟气脱硫(FGD)等。燃料脱硫技术难度大，经济成本高，尚处于研究阶段；燃烧脱硫难以控制脱硫剂用量，在实际应用中受限；而烟气脱硫则被认为是控制SO₂最效果优良的途径。
　　FGD主要有湿法、半干法、干法和硫氮联脱法等。湿法技术有上百种，如石灰石(石灰)-石膏法、氧化镁法、氨法和海水法等；半干法技术主要指旋转喷雾干燥法；干法技术有喷脱硫剂法和流化床法等；生产法有碱式硫酸铝法、活性炭法等；SO₂/NO_x联合脱除技术有吸附法、电子束法和等离子体法等。对17个家园燃煤电厂已安装的各种FGD装置的统计表明，湿法工艺目前占主导地位，占FGD总安装量的82%，多用于中、高硫煤，技术已全部成熟。
　　等离子体是20世纪70年代发展起来的同时脱硫脱硝技术，也是目前众多地区研究干法烟气脱硫脱硝技术的热点。该法基本原理是利用等离子体活化产生的强氧化性气氛，并在氨气的参与下，将烟气中的SO₂和NO_x转化为硝酸铵、硫酸铵和其复盐的固体微粒。产生等离子体方法有：微波放电和辉光放电、高频放电、脉冲电晕放电和电子束等，其中电子束法(EBA法)和脉冲电晕法(PPCP)应用于烟气脱硫脱硝已达工业性试验阶段。
　　电子束照射法是20世纪70年代初由日本荏原制作所和日本原子能研究所共同研究的，利用电子加速器中产生的电子束辐照烟气，在氨气存在下将SO₂和NO₂转化成硫酸铵和硝酸铵，该法由于是靠电子束加速器产生能力好电子(400~800keV)，需要大功率，长期连续稳定工作的电子枪，同时需要性能稳定屏蔽，而且运行维护技术高。
　　脉冲等离子体则是20世纪80年代中期从电子束法发展起来的。该法是将高压脉冲加到电晕上，电晕极对接地极发生脉冲电晕放电，形成等离子体，烟气通过电晕放电区进行脱硫脱硝，它省去了昂贵的电子束加速器，具有设备简单、投资少(仅为EBA法的60%)，易于操作等优点，而成为口碑上干法脱硫脱硝的研究前沿。
　　我国在烟气脱硫方面存在着很多问题。例如，由于我国石灰石的质量不好，在采用石灰石作脱硫剂时，其脱硫产物——石膏就只能作废弃物抛弃，这样形成的二次污染很严重。所以，应立足本国国情，研究、设备、选择适合我国的烟气脱硫方法。如干法脱硫中的等离子法脱硫、煤或焦炭还原法等都有广阔的前景，我们应进一步深入这方面的研究。随着技术技术的日益发展和人类社会可持续发展的要求，产生了很多新理论、新材料和新发现。基于这些新的技术技术，烟气脱硫技术在新的行业里将有新的发展前景：利用纳米材料的高比表面积、高催化氧化性和高选择性的特性，设备的新型脱硫脱硝一体化的吸附吸收材料将在不远的将来深受应用；利用各种气体分子量的不同而设备的重力分离技术将把烟气中各种气体逐一分离，可以深受高纯度的各种气体加以利用。烟气脱硫技术的进一步发展必将为人类取消烟气污染，降低酸雨的危害，实现社会可持续发展的目标提供技术保护。