最新隧道废气处理方法的研究
目前在日本的关越隧道已成功地将电除尘器用于长大隧道分段纵向式通风系统中清除污染空气中的粉尘。但静电除尘器不能净化公路隧道中的另一个主要污染物质 ——一氧化碳(CO)。经过探索研究，利用高压脉冲电晕技术研制的隧道空气净化器，在实验室模拟净化了公路隧道内被污染的空气，取得了以下成果：隧道空气净化器在风速为7.5m/s的条件下，除尘率为93%，CO的净化率为72%。
一、高压脉冲电晕技术原理
脉冲电源产生的高电压脉冲加在反应器电极上，在反应器电极之间产生强电场，在强电场作用下，部分烟气分子电离，电离出的电子在强电场的加速下获得能量，成为高能电子(5～20eV)，高能电子则可以激活、裂解、电离其他烟气分子，产生OH、O、HO2等多种活性粒子和自由基。在反应器里，烟气中的SO2、 NO被活性粒子和自由基氧化为高阶氧化物SO3、NO2，与烟气中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情况下生成（NH4）2SO4/NH4NO3的气溶胶，再由收尘器收集。脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝反应器的电场本身同时具有除尘功能。
二、高压脉冲电晕技术处理流程
高压脉冲电晕技术主要由烟气调质系统、脉冲高压电源系统、反应器系统、副产物收集系统、控制系统、氨站和辅助装置构成。除尘后的锅炉烟气，经烟气调质塔调节烟气的温度和湿度，然后流经反应器，在反应器中的脉冲电晕放电等离子体场中，烟气中的二氧化硫和氮氧化物与氨站提供的氨气发生作用，分别形成硫酸铵和硝酸铵。通过副产物收集系统收记下来用作化肥，洁净的烟气从烟囱排出。
三、高压脉冲电晕技术的发展背景
脉冲电晕等离子体(Pulse-induced Plasma Chemical Process，即PPCP)脱硫(SO2)脱硝(NOx)是80年代发展起来的一门技术。
1984年，Mizuno首先用脉冲电晕放电对模拟烟气进行脱除SO2的试验，实验表明：脉冲电晕对SO2的脱除是非常有效的，在能量利用率方面，它至少是电子束的两倍。
1986 年，Masuda采用正、负脉冲电晕放电进行了脱除NO的研究，结果表明，用正、负脉冲放电都可以除去NO。1986年，Clements使用脉冲电晕进行同时除去SO2、NOx和飞灰的研究。实验中发现飞灰的存在可改善NO的脱除效果。这项实验结果对除尘器的改造非常有吸引力。此后，Dinelli进行的用脉冲电晕同时脱除烟气中的NOx和SO2的工业性试验中，获得了50%～60%的脱硝效率和约80%的脱硫效率。1992年，WangRonyi利用很接近于真实烟气的模拟烟气研究了正脉冲电晕对SO2和NO的脱除，脱硫率大于95%，脱硝率为30%～57%。80年代末期，我国也开始对脉冲电晕放电脱硫脱硝技术进行研究。吴彦和Masuda研究了NO在电晕场中的氧化。实验结果显示：对NO氧化，正极性脉冲电压效果好，且脉冲电压前沿上升时间愈短愈好。重庆大学最近采用纳秒(ns)级脉冲电晕放电技术氧化脱除CO的实验研究，并取得了满意的效果。研究表明，该技术具有广阔的应用前景。
四、我国高压脉冲电晕技术的研究动向
中国工程物理研究院研究开发的脉冲电晕等离子烟气脱硫脱硝技术（PPCP）。高压脉冲电晕空气净化器其电源可靠性高、维护简便，工艺简单；采用了反应除尘一体化技术，整个装置占地面积小，该技术装置简单、运行成本与投资费用较低；可将有害污染物清除彻底、不会产生二次污染等优点。可广泛用于烟气脱硫脱硝的处理。
重庆大学在总结国内外治理隧道空气污染经验的基础上,借鉴空气污染控制的先进技术,提出了对隧道内污染空气进行就地净化的新思路,并与四川省交通厅合作, 开展了隧道空气净化器的研究。隧道空气净化器应用脉冲电晕放电技术,可同时对公路长大隧道中的两个主要控制污染物质——粉尘和CO进行脱除,并可同时对其它污染物质如NOx、SO2等进行有效脱除,使隧道内空气质量达到环保要求。在实验室模拟隧道污染空气的条件下,用脉冲电晕放电进行的净化实验研究表明, 烟尘净化率可达85%以上；CO的净化率可达60%以上。
研究表明,采用脉冲电晕技术是解决公路长大隧道空气污染问题的最有效的方法。这种治理方式环境效益十分明显。该技术的研究成功,对我国乃至世界公路长隧道的建设有着重大的现实意义。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
