通过电子束辐射和以连续波和／或脉冲流形式施加的微波的作用，从燃烧废气中除去ＳＯ↓［２］和ＮＯ↓［ｘ］。在辐射区域由电子束辐射的废气流在其整个横截面上被微波能量所作用，使得在同等剂量率下“电子束平均功率”减少，降低加速器的成本，而保持同样的除去效率。在辐射方法中除去燃烧废气中ＳＯ↓［２］和ＮＯ↓［２］的设备，其中同时采用加速电子流和微波能量流。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用辐射法除去特别是热电站产生的废气中的酸性污染如SO2和NOx的方法，以及用于从废气中除去SO2和NOx的装置。热电站中从煤和矿物燃料产品的燃烧衍生出的气体所引起的污染，提出了一个全球性的问题。一个典型电站发电500MW将产生大约每小时3至5吨的污染物，它们对周围环境具有累积性的有害影响。人们已经开发出一些技术对废气进行有效的净化。用一些化学方法除去废气中的酸性污染是基于酸性杂质在碱性溶液即石灰水中的吸收性原理。但是这些湿性方法除了仅能消除SO2之外，也会导致大量副产品的附着。而大量的NOx仍然残留于废气之中，特别是一氧化氮NO，它和氟氯烷化合物一起被认为是造成臭氧层破洞现象的祸首。所以，有必要建立分离设备，来除去烟气中的NOx。这些设备基于不同的原理，但主要是基于催化还原的原理。辐射技术是利用被加速的电子束产生自由根。它可以得到同时从废气中除去SO2和NOx的结果。利用辐射方法能够在一套设备中消除95%的SO2和80%的NOx。在辐射技术中，提高反应效率是非常重要的，这些反应取决于气体混合物的量、温度和成分。如波兰专利第153259号和1990年4月27日提交的波兰专利申请第284996号所述，通过在进行辐射处理之前引入水份和一些氨，可以获得较高的反应效率。这些方法基于由辐射产生的同步反应，并可导致固态产品的形成。这些产品可用作为化肥。在有水悬浮粒的情况，废气的辐射可以导致原子和分子根以及自由电子的形成。OH′、O′和H2O′根引起SO2和NOx氧化成SO3和NO2，而且进一步在存在水的情况下，形成H2SO4和HNO3。最后，这些化合物与氨发生反应，形成固态产品NH4NO3和(NH4)2SO4，这些固态产品可以用作为化肥。这一过程的温度保持在65℃至100℃的范围之间。优化选择取决于气体成份及其流连的温度、加水和氨成份的程序，会略微改变从废气中除去酸污染成份的效率。研究已经进入到提高辐射方法效率的程度。这种改进利用附加静电场和电磁砀，利用静电场和电磁场增加自由电子和自电根的数量，改变化学反应过程。专利第DD-243-216A(87-170590)号描述的已知方法提出了(除了具有50-500kev能量的电子束之外)利用其强度高达100v/cm的静电场来降低处理过程中的电能消耗。在这一方法中，净化效率得到提高。这种方法的缺点是在反应罐内需要安装附加栅格电极。这些电极互相之间以16cm的距离设置，从而将电场引入反应进行之处。在辐射期间或辐射之后所形成的固态产品以及飞灰将会沉积在电极之上并阻塞反应罐。前述方法的缺陷可以由专利号JO-1099-633-A(89-156548/21)所披露的方法克服。在这种方法中，使用了一种辐射罐激光束(具有193nm波长的ArF激光)，并且加入了CH3OH。由光激励CH3OH产生OH′根，它们与NO和SOI结合生成固态产品，使它们能被除去。虽然使用激光束效果很好，但在工业上的应用却非常复杂和昂贵。由于水的存在，使得UV光在反应罐内的穿透率非常有限，所以效率相当低。而且很难获得良好的光束空间分布均匀性，并需要使用CH3OH化合物。对于工业化规模的设备而言，降低电能消耗是一个特别重要的问题，因为在一个电站所产生的总电能中，有百分之二至四被消耗于除去废气中的酸性污染。本专利技术的目的，是利用微波能量，与电子束一起，来提高净化过程的效率，并为些目的降低能耗。根据本专利技术的方法的基本特征是再次利用辐射期间感生的自由电子，它们以被加速的电子束的形式引入系统之中，用以产生氧化根，利用微波能量增加自由电子数量，并使其能量保持于最佳程度。由此可以导致在同样剂量率下所需电子束平均能量的降低，从而降低加速器的造价，获得同样的去除效率。因此，本专利技术涉及一种从废气是除去SO2和NOx的方法，其中用电子束对废气流进行辐射，并以均匀、连续和/或脉冲流的形式施加微波。在辐射区域内被电子束辐射的废气流在其整个横截面上被微波能量所作用，而且微波以Ei＞300vcm的电场强度，τ＝-7至10-3S的宽冲长度以及200至10，000MH∑的频率引入。微波脉冲的重复频率应为f＞v/ak，其中V为气体流速，ak为辐射区域长度。或者，可以同时使用一均匀连续微波能量Ec流，其强度可以在100至300v/cm/cm范围之内，频率为200至10，000MH∑。本专利技术中最大可用的电子束剂量为1-20kGy，当然剂量是根据所要的结果设定的。例如，在污染减少约50%的情况下，理想的剂量范围可在5-10kGy。处理中的采用的电子束也可以是脉冲式的，脉冲宽度为τe＝10-8至10-3S。对反应罐中的废气的加氨量取决于SO2和NOx的含量并应当有约为化学当量的总量。水含量最好占8-12%的体积并可根据系统中当时情况优化。本专利技术进一步的方面涉及利用辐射方法除去燃烧废气中的SO2和NOx的设备，其中同时采用被加速电子束和微波能量。为实现这一目的，必须为反应罐提供至少一个电子束源，以及至少一个微波源。微波能量源与电子束源的置位并不严格，但是必须保证电子束和微波被引入到反应罐的同一区域。微波能量输入口可以设置在反应罐的轴线上，垂直于该轴或者以任何适当的角度设置。附图说明图1为根据本专利技术的一个带有集中电子束的反应罐的实例的示意图;图2为图1的平面图;图3为根据本专利技术的带有电子加速器的反应罐实例的例视图，其上安装有一个线性扫描系统;图4为根据本专利技术的实验装置的流程图。在废气进入反应罐之前，根据辐射方法的标准过程进行处理(过滤飞灰粒子、加湿、注入氨气)。被附加引入由电子束辐射的反应区域的、其频率为200至10，000MH∑的微波能量，将增加这一区域内的自由电子和自由根的数量。这有利于更好地除去废气中的酸性污染。该过程的固态产品通过过滤收集起来。这些过程中，微波能量流的电分量被引入到辐射废气的反应区域。微波能量通过虑导的输入和输出引入反应罐，波导被固定在反应罐的侧壁上进入加速电子流。连接在矩形波导的窄侧进行。可以设有两个附加波导的设备使得净化过程更加有效。在较佳实施例中，引入反应罐的微波能量垂直于反应罐的轴线，但根据特定几何结构，它也可以被控制为任何其它角度。如图1-3所示，微波能量流被引入反应罐4，以与前述相同的方式横穿其侧壁，通过波导5加到电子束上，在波导5的窄侧进行连接。微波能量脉冲的存在，导致了该体积下自由电子与自由根数量的增加，这使得净化过程更加有效。为了支持自由电子能量，在反应罐4与加速器1或1′之间的电子输出室2上安装了两个附加波导3。在波导的窄壁上实现连接，波导被固定在3-bB装置(微波分配器)的两个输出臂上，在此，一臂连接到一个微波适配负载(在该装置中微波被吸收而无反射)，另一臂与一微波发生器相连接。这种均匀微波能量流可以支持自由电子能量参与该过程。尽管没有向反应罐中增加并安装电极，本专利技术产生自由根及其净化过程比先有技术(德国专利DD243216A1)中的过程更加有效。根据本专利技术除了电子束以外，还采用了频率为200-10，000MH∑的微波能量流。在反应罐的入口处的废气，与其它辐射方法中一样，是无飞灰加潮了的。使用微波能量拍中，由于具有较多数量的自由电子，故而增加了OH′根的数量。自由电子的数量由下式表述n本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从燃烧废气中除去ＳＯ↓［２］和ＮＯ↓［ｘ］的方法，其中所述废气流被电子束辐射并被以连续波或脉冲流形式施加的微波所作用。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：兹比格纽齐梅克，安德雷茨齐米耶列斯基，伊格尔阿蒂乌什，高尔基里瑟，诺尔曼佛兰克，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，核化学技术研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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