等离子体联合动力波技术协同控制铅锌冶炼烟气中Hg、SO2、NOx 实验研究

2.2低温等离子体技术去除烟气中SO2和NOx的实验研究

本节主要研究了应用低温等离子体技术去除烟气中SO2和NOx的效果，从电压以及SO2初始体积分数和NOx初始体积分数这3个影响因素进行了研究，具体实验结果如下。

2.2.1电压变化对SO2和NOx去除效率的影响

图8所示为不同电压条件下，O2体积流量为250mL/min，SO2和NO初始体积分数分别为362×10−6和352×10−6时，SO2和NO去除效率的变化曲线。由图8可以看出：随着电压的升高，单位时间内注入反应器的能量增加，放电过程产生的氧化性活性粒子的增加使SO2和NO去除效率出现不同程度的增加;在电压为12kV时，SO2和NO的去除效率只有约10%;然后随着电压的增加，SO2和NO去除效率上升很快，其中SO2去除效率上升最为显著;在电压为16kV时，出现均匀放电;继续提高电压时，去除效率上升趋于平缓;在电压为20kV时，SO2和NO去除效率可分别达到80.8%和51.5%。可能存在的反应机制如式(14)—(16)所示：

2.2.2SO2和NOx初始体积分数对SO2和NOx去除效率的影响

图9所示为电压16kV条件下，SO2和NO初始体积分数对SO2和NO去除效率的影响曲线。实验中O2体积流量为250mL/min，NO初始体积分数为96×10−6、145×10−6、256×10−6、352×10−6和445×10−6，SO2初始体积分数为103×10−6、204×10−6、362×10−6、414×10−6和521×10−6。

由图9可以看出：随着SO2和NO初始体积分数的增大，其去除效率都有不同程度的下降;随着NO初始体积分数的增大，NO去除效率从90%下降到25%;在SO2初始体积分数<200×10−6条件下，SO2去除效率几乎可以达到100%，当SO2初始体积分数增大到521×10−6时，SO2去除效率下降到50%;这主要是由于在输入反应器的能量不变的前提下，随着初始体积分数的增大，气体污染物分子数量相对增多，此时等离子体放电产生的氧化活性自由基粒子不足以充分氧化污染物分子。

2.3低温等离子体−动力波技术协同脱除多种污染物的实验研究

本文实验在电压为16kV、污染物烟气停留时间为90s、碱液pH值为11、碱液与烟气的体积比为0.02(即20L/m3)的条件下，研究了低温等离子体结合动力波技术对模拟烟气中多种污染物的协同去除效果，如表1所示。

从表1中可以看出：低温等离子体结合动力波高效湿法脱除系统对烟气中多种污染物(Hg0、SO2和NO)具有很好的协同脱除效果;单一的低温等离子体技术仅仅起到使SO2和NO氧化成SO3和NO2的目的，必须在后面衔接其他处理技术，才能起到真正控制污染的作用;而低温等离子体结合动力波技术起到了真正去除SO2和NO的目的，同时SO2去除效率比单一的低温等离子体技术提高了约10%。因此，低温等离子体结合动力波技术，一方面克服了传统烟气污染物治理技术去除污染物的单一性;另一方面利用动力波高效湿法脱除系统在不影响去硫效率的同时实现了氮氧化物和汞的协同控制，Hg0和NO去除效率均可达到50%以上。

3结论

1)本文对采用低温等离子体技术去除烟气中污染物Hg0进行了系列研究，研究表明：电压、O2体积分数和污染物停留时间与Hg0去除效率成正比关系;Hg0初始质量浓度与Hg0去除效率成反比关系;SO2和NO体积分数的提高对Hg0的去除有强烈抑制作用。

2)本文在用低温等离子体技术去除烟气中SO2和NOx的实验过程中发现：电压与SO2和NO去除效率呈正相关;SO2和NO初始体积分数与SO2和NO去除效率呈负相关。

3)低温等离子体结合动力波洗涤技术协同脱除烟气中的多种污染物，该技术既可作为传统脱汞工艺的补充替代，用于含汞废气的深度净化措施，以解决现有传统技术不足;又可处理无组织排放低质量浓度含汞废气;还可对有色冶炼企业现有动力波洗涤设施加以改造，加装低温等离子体前处理装置，对烟气中Hg0、SO2和NO的协同去除效率可分别达到51.3%、98%和50.9%、实现了含汞重有色冶炼废气的有效协同控制。

延伸阅读：

火电厂烟气“超低排放”协同控制技术现状与分析（A）