羟基自由基模拟烟气脱硫资源化研究

【摘要】：大气中的SO_2气体及其形成的酸沉降，是当今人类面临的重大环境问题之一。我国的能源结构以煤炭为主，燃煤型的SO_2污染已成为我国大气污染的主要特征。因此，治理SO_2大气污染已经迫在眉捷，势在必行。探求技术上先进、经济上合理的脱硫技术是现阶段环保领域广泛关注的焦点之一。本文结合国家自然科学基金重点资助项目“高气压下强电场电离气体的方法及其应用的基础研究”(项目编号：60031001)，提出采用强电离放电形成高浓度OH~·自由基烟气脱硫资源化的方法。 利用强电离放电加速电子及激励气体分子的极端物理方法，在放电间隙内形成折合电场强度大于400Td，电子平均能量大于10eV，电子密度大于10~(15)／cm~3的强电场气体放电，将烟气中的O_2、H_2O等分子电离、离解生成高浓度的OH~·自由基，在等离子体反应器内直接将烟气中的SO_2氧化成H_2SO_4液体微粒。 实验结果表明，在不用催化剂、吸收剂以及烟气运行温度的条件下就可以达到烟气脱硫的目的。如果在适宜的条件下，如：采用放电间隙为0.64mm的等离子体反应器；激励频率为10kHz；激励电压为2.4kV；气体中SO_2原始浓度大约为1000×10~(-6)左右；气体流量为0.1m~3／h；气体中含氧量为21％；含水量为3.6％；气体温在120℃左右时，SO_2脱除率可达到100％，完全实现了零污染排放的要求，是一种绿色的脱硫方法。通过对实验产物的分析表明，脱硫产物中含有较高浓度的硫酸，实现了脱硫产物的资源化，因此也为生产硫酸提供了一种新方法。