等离子体氧化NO耦合湿式氨法同时脱硫脱硝试验研究.pdf

第 ４ ４卷第 ６期 ２ ０ １ ４年 １ １月 东 南 大 学 学 报（自 然 科 学 版 ） Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ ＬＯ ＦＳ Ｏ Ｕ Ｔ Ｈ Ｅ Ａ Ｓ ＴＵ Ｎ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅＥ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ） Ｖ ｏ ｌ ． ４ ４ Ｎ ｏ ． ６ Ｎ ｏ ｖ ． ２ ０ １ ４ ｄ ｏ ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １－ ０ ５ ０ ５ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ６ ． ０ １ ８ 等离子体氧化 Ｎ Ｏ耦合湿式氨法同时脱硫脱硝试验研究 张居兵１ ， ２ 周 莹３ 仲兆平２ 姜小祥１ 朴桂林１ （ １南京师范大学江苏省能源系统过程转化与减排技术工程实验室，南京 ２ １ ０ ０ ４ ２ ） （ ２东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室，南京 ２ １ ０ ０ ９ ６ ） （ ３南京源恒环境研究所有限公司，南京 ２ １ ０ ０ ４ ９ ） 摘要为提高燃煤烟气同时脱硫脱硝工艺中的脱硝效率， 将等离子体氧化技术应用到湿式氨法脱 硫工艺中， 建立了等离子体氧化 Ｎ Ｏ耦合湿式氨法的脱硫脱硝试验装置． 考察了液气比、 氨水浓度、 烟气流量、 烟气温度、 Ｎ Ｏ初始浓度、 Ｓ Ｏ ２初始浓度等工艺参数对同时脱硫脱硝性能的影响． 试验结 果表明 提高液气比、 增加氨水浓度、 减少烟气流量、 降低烟气温度、 减小 Ｎ Ｏ和 Ｓ Ｏ ２初始浓度都可 以提高脱硝效率， 而试验范围内工艺参数对脱硫效率的影响几乎可以忽略； 当液气比为 １ ０Ｌ ／ ｍ ３ 、 氨水浓度为４ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ 、 烟气流量为１ ０ｍ ３／ ｈ 、 烟气温度为８ ５℃、 Ｎ Ｏ初始浓度为３ ． ５ １ ０－ ４ 、 Ｓ Ｏ ２初始 浓度为１ ． ０ １ ０ － ３ 时， 该试验装置的脱硫效率和脱硝效率分别为９ ９ ． ６ ％和６ ９ ． ４ ％． 关键词等离子体； Ｎ Ｏ氧化； 湿式氨法脱硫； 同时脱硫脱硝 中图分类号Ｘ ７ ７ ３ 文献标志码Ａ 文章编号 １ ０ ０ １－ ０ ５ ０ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ６  １ １ ９ ４  ０ ６ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙｏ ｎｓ ｉ ｍｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｓ 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ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ 收稿日期 ２ ０ １ ４  ０ ７  ２ ３ ． 作者简介张居兵（ １ ９ ８ ３ ） ， 男， 博士， 讲师， ｊ ｕ ｂ ｉ ｎ ｇ ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ＠ｎ ｊ ｎ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ ． 基金项目江苏省自然科学基金资助项目（ Ｂ Ｋ ２ ０ １ ４ ０ ９ ２ ６ ， Ｂ Ｋ ２ ０ １ ２ ８ ５ １ ） 、 江苏省高校自然科学基金资助项目（ １ ２ Ｋ Ｊ Ｂ ４ ８ ０ ０ ０ ６ ） ． 引用本文张居兵， 周莹， 仲兆平， 等． 等离子体氧化 Ｎ Ｏ耦合湿式氨法同时脱硫脱硝试验研究［ Ｊ ］ ． 东南大学学报 自然科学版， ２ ０ １ ４ ， ４ ４ （ ６ ） １ １ ９ ４ １ １ ９ ９ ．［ ｄ ｏ ｉ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １－ ０ ５ ０ ５ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ６ ． ０ １ ８ ］ ｈ ｔ ｔ ｐ ／ ／ ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ． ｓ ｅ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ是大气污染的主要成分， 燃煤电 厂是这些污染物的主要排放源， 降低燃煤电厂的 Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ排放， 对控制我国大气污染具有非常 重要的意义［ １３ ］． 独立设置的脱硫、 脱硝设备， 占地 面积大， 投资和运行费用高． 因此， 开发技术可靠、 运行成本低、 脱除效率高的同时脱硫脱硝技术是燃 煤烟气治理技术的重点发展方向之一［ ４７ ］． 湿法烟气脱硫（ ＷＦ Ｇ Ｄ ） 是目前应用最为广泛 的脱硫工艺， 技术比较成熟， 并具有较高的脱除效 率． 由于 Ｎ Ｏ的溶解度很低， 为获得较好的湿式烟 气同时脱硫脱硝效果， 需对 Ｎ Ｏ进行预氧化， 但烟 气中的 Ｏ ２无法有效地直接将 Ｎ Ｏ氧化成 Ｎ Ｏ２． 若 将等离子体氧化技术应用于湿法烟气脱硫工艺系 统， 利用等离子体将 Ｎ Ｏ氧化为 Ｎ Ｏ ２， 提高 ＷＦ Ｇ Ｄ 系统的脱硝效率， 从而实现 Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ的同时高 效脱除， 对旧电厂的脱硝改造和新建电厂的同时脱 硫脱硝工艺都是一项经济适用的技术［ ８１ １ ］． 目前， 等离子体氧化结合碱液吸收同时脱硫脱 硝的研究和应用已经取得一定的成果． Ｙ ａ ｍ ａ ｍ ｏ ｔ ｏ 等［ １ ２ ］将低温等离子体与 Ｎ ａ ２Ｓ Ｏ３水溶液吸收相结 合， 在两级反应器中实现 Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ同时脱除， 取 得了较好的效果． 黄立维等［ １ ３ ］将脉冲电晕氧化与 Ｃ ａ （ Ｏ Ｈ ） ２吸收相结合， 在脉冲电压为 １ ８ｋ Ｖ ， Ｏ２浓 度为 ２ ％， Ｎ Ｏ进口浓度为 １０ ５ ０ｍ ｇ ／ ｍ ３时， 测得系 统的脱硝效率接近 １ ０ ０ ％． 吴祖良等［ １ ４ ］在电晕放 电自由基簇射同时脱硫脱硝实验中发现， Ｓ Ｏ ２主要 是通过与氨气的热化学反应来脱除的， 而 Ｎ Ｏ ｘ主 要通过电晕放电过程脱除． 广东杰特科技发展有限 公司利用高频高压 Ａ Ｃ／ Ｄ Ｃ电源产生流光放电等 离子体进行烟气一体化脱硫脱硝［ １ ５ ］， 在处理量为 １ ２０ ０ ０ｍ ３／ ｈ 的中试装置上的脱硫和脱硝效率分别 大于 ９ ５ ％和 ４ ０ ％． 由于同时脱硫脱硝系统的脱硝效率相对较低， 且多数成果来自于实验室范畴的研究， 因此有必要 进一步进行小试规模的探索， 为等离子体氧化 Ｎ Ｏ 结合碱液吸收技术在同时脱硫脱硝领域的工业化 应用提供必要的理论基础． 为此， 本文开展了基于 等离子体 Ｎ Ｏ预氧化的、 以氨水溶液为吸收液的、 湿式喷淋塔同时脱硫脱硝的试验研究， 探讨了 Ｎ Ｏ ｘ 和 Ｓ Ｏ ２脱除过程中主要参数的影响规律． １ 实验 等离子体氧化 Ｎ Ｏ耦合湿式氨法同时脱硫脱 硝试验系统流程如图 １所示， 主要包括配气系统、 等离子体氧化系统、 吸收反应系统和尾气净化系统 ４部分． 模拟烟气由 Ｎ Ｏ ， Ｓ Ｏ ２， Ｎ２， Ｃ Ｏ２以及空气按 一定比例混合而成， 模拟烟气经电加热炉预热并达 到设定温度后进入等离子体反应器， 试验中选取的 烟气流量分别为 ４ ， ７ ， １ ０ ， １ ３和 １ ６ｍ ３／ ｈ ； 经等离子 体氧化后的模拟烟气进一步进入喷淋塔， 利用氨水 吸收实现 Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ的同时脱除； 采用 ｅ ｃ ｏ ｍ Ｅ Ｎ ２ 便携式精密烟气分析仪测定喷淋塔出口烟气成分， 净化后烟气经过活性炭吸附装置处理后直接排空． 为保证等离子体反应器入口和喷淋塔入口烟气温 图 １ 同时脱硫脱硝试验系统流程图 ５９１１第 ６期张居兵， 等 等离子体氧化 Ｎ Ｏ耦合湿式氨法同时脱硫脱硝试验研究 ｈ ｔ ｔ ｐ ／ ／ ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ． ｓ ｅ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ 度相同， 加热炉出口至喷淋塔入口的管道均采用硅 酸铝纤维棉保温， 并在管道外壁面设有电加热带进 行必要的热量补充． 试验中使用的烟气温度分别为 ５ ０ ， ６ ０ ， ７ ０ ， ８ ５ ， １ ０ ０ ， １ １ ５和 １ ３ ０℃． 等离子体反应器为南京苏曼电子有限公司的 线 筒式电晕放电反应器， 反应器壳体为 ３ ０ ４不锈 钢； 钼丝线电极直径为 ０ ． ８ｍ ｍ， ３ ０ ４不锈钢外筒电 极直径为 ８ ０ｍ ｍ， 长度为 １０ ０ ０ｍ ｍ， 内部结构示意 图见图 ２ ． 喷淋塔高为 ２１ ０ ０ｍ ｍ， 内径为 １ ５ ９ｍ ｍ， 其中反应区高度为 １５ ０ ０ｍ ｍ； 喷淋塔内布置了 ３ 层喷嘴， 各层间隔为２ ０ ０ｍ ｍ． 塔内喷嘴为螺旋型实 心锥喷嘴， 为改善吸收液在塔内的壁流效应， 喷淋 层下方布置了一个截锥式液体再分布器． 反应后烟 气经喷淋塔上端的除雾器去除夹带的雾滴， 再由塔 顶排出． 通过循环泵将氨水从氨水槽输送至塔体上 部， 由螺旋喷嘴呈雾状喷出， 与烟气接触并发生吸 收反应， 降落塔底的吸收液从出液口重新流入氨水 槽进行循环使用． 图 ２ 等离子体反应器结构示意图（ 单位 ｍｍ） ２ 试验结果及分析 等离子体氧化 Ｎ Ｏ耦合湿式氨法同时脱硫脱 硝试验着重考察了液气比、 氨水浓度、 烟气流量、 烟 气温度、 Ｎ Ｏ初始浓度、 Ｓ Ｏ ２初始浓度等工艺参数 对 Ｓ Ｏ ２， Ｎ Ｏｘ脱除效率的影响． 各组试验重复进行 ３次， 喷淋塔出口 Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ浓度值均为 ３次试 验的平均值． 液气比是指喷淋塔内单位体积烟气量所消耗 的氨水量， 它决定了吸收液的消耗量， 是影响脱硫 效率和脱硝效率的一个重要参数． 脱除效率可用下式进行计算 ω＝ ｃ ０－ ｃ ｃ ０ １ ０ ０ ％（ １ ） 式中， ｃ ０表示初始 Ｓ Ｏ２或 Ｎ Ｏｘ浓度； ｃ 表示喷淋塔 出口 Ｓ Ｏ ２或 Ｎ Ｏｘ浓度． ２ ． １ 液气比对脱硫脱硝效率的影响 固定烟气温度为 ８ ５℃， 烟气流量为 １ ０ｍ ３／ ｈ ， Ｎ Ｏ初始浓度为 ３ ． ５ １ ０ － ４， Ｓ Ｏ ２初始浓度为 １ ． ０ １ ０ － ３， 氨水浓度为 ４ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 等离子体放电功率为 ３ ５ ０Ｗ， 考察了液气比对脱硫效率和脱硝效率的影 响， 结果如图 ３所示． 图 ３ 液气比对脱硫脱硝效率的影响 试验分别选择了４ ０ ， ６ ０ ， ８ ０ ， １ ０ ０ ， １ ３ ０和 １ ６ ０Ｌ ／ ｈ ６个吸收液喷淋量， 对应的液气比则分别为 ４ ， ６ ， ８ ， １ ０ ， １ ３和１ ６Ｌ ／ ｍ ３． 从图３可以看出 湿式氨法脱硫 时烟气中 Ｓ Ｏ ２几乎全部被吸收， 液气比从 ４Ｌ ／ ｍ ３ 增大到 １ ６Ｌ ／ ｍ ３时， 脱硫效率基本不变； 脱硝效率 则随液气比增加明显提高， 液气比为 ４Ｌ ／ ｍ ３时脱 硝效率只有 ５ ０ ． ６ ％， 当液气比增加到 １ ６Ｌ ／ ｍ ３时， 脱硝效率提高至 ７ １ ． ６ ％． 液气比越大， 吸收塔内反 应区的喷淋密度越大， 气液相的接触面积也越大， 有助于吸收反应的进行， 脱硫效率和脱硝效率也相 应提高． 虽然增大液气比对提高脱除效率有利， 但液气 比不宜过大． 液气比越大， 吸收液循环量越大， 烟气 净化系统的运行成本也越高， 同时出口烟气的雾沫 夹带量相应增加， 后续设备和管道的腐蚀更严重． 当液气比超过一定范围后， 吸收液液滴凝聚性增 强， 气液相的接触面积反而减小， 必然影响吸收液 的吸收效率， 进而降低了 Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ的脱除效率． ２ ． ２ 氨水浓度对脱硫脱硝效率的影响 氨水是脱硫脱硝工艺中的吸收液， 其使用量决 定了系统脱硫、 脱硝效率的高低． 固定烟气温度为 ８ ５℃， 烟气流量为 １ ０ｍ ３／ ｈ ， Ｎ Ｏ初始浓度为 ３ ． ５ １ ０ － ４， Ｓ Ｏ ２初始浓度为 １ ． ０１ ０ － ３， 液气比为 １ ０ Ｌ ／ ｍ ３， 放电功率为 ３ ５ ０Ｗ， 氨水浓度对 Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ 脱除效率的影响如图 ４所示． 从图 ４可以看出， 氨水浓度从 １ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ增大到 ６ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ时， 脱硫效率基本不变， 仅从 ９ ９ ． ２ ％增加 到 ９ ９ ． ８ ％， 可见 １ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ的氨水已足够实现 Ｓ Ｏ ２ 的高效吸收． 脱硝效率随氨水浓度的增大而逐步增 加， 氨水浓度从 １ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ增加到４ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 脱硝效率 ６９１１东南大学学报（ 自然科学版） 第 ４ ４卷 ｈ ｔ ｔ ｐ ／ ／ ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ． ｓ ｅ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ 图 ４ 氨水对脱硫脱硝效率的影响 从５ ７ ． １ ％增大到 ６ ９ ． ４ ％； 当氨水浓度超过 ４ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ 后增幅减小， 当氨水浓度为６ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ时， 脱硝效率只 有７ ０ ． ５ ％． 随着氨水浓度的增加， 吸收液的 ｐ Ｈ值逐 渐提高， 烟气中 Ｎ Ｏ ｘ的溶解速度加快， 反应物浓度 的增加促使 Ｎ Ｏ ｘ的吸收反应向生成物的方向进行， 进而提高了脱除效率． 当氨水浓度较低时， 提高浓度 来改善其对 Ｎ Ｏ ｘ吸收作用的效果比较明显； 而当氨 水浓度超过一定范围后， 这种作用几乎可以忽略． 另 外， 增加氨水浓度会提高氨蒸气压， 既降低氨水的利 用效率， 也会带来氨气逃逸和气溶胶等二次污染． ２ ． ３ 烟气流量对脱硫脱硝效率的影响 烟气流量的大小决定了烟气流速， 也决定了反 应器内的烟气停留时间， 其必然对 Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ的脱 除效率产生较大影响． 固定烟气温度为８ ５℃， Ｎ Ｏ初 始浓度为３ ． ５ １ ０ － ４ ， Ｓ Ｏ ２初始浓度为１ ． ０ １ ０ － ３ ， 液 气比为１ ０Ｌ ／ ｍ ３ ， 氨水浓度为 ４ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 放电功率为 ３ ５ ０Ｗ， 考察了烟气流量对脱硫效率和脱硝效率的 影响， 结果如图５ 所示． 图 ５ 烟气流量对脱硫脱硝效率的影响 由图 ５可以发现， 随着烟气流量的增加， 脱硫 效率基本不变， 仅从 ４ｍ ３／ ｈ时的 ９ ９ ． ８ ％降至 １ ６ ｍ ３／ ｈ 时的 ９ ９ ． １ ％； 而脱硝效率却有明显的降低， 且烟气流量越大下降幅度也越大． 从 Ｎ Ｏ氧化角度 考虑， 增加烟气流量会降低 Ｎ Ｏ的氧化度， 而未被 氧化的 Ｎ Ｏ很难被氨水吸收， 从而降低了脱硝效 率［ １ ６ ］； 从氨水对 Ｎ Ｏ ｘ的吸收反应角度考虑， 烟气 量的增加强化了气、 液两相之间的传质效果， 有利 于氨水对 Ｎ Ｏ ｘ的吸收， 但流量的增加也意味着烟 气在喷淋塔内的停留时间变短， Ｎ Ｏ ｘ与氨水的接 触时间则相应减少， 反而不利于 Ｎ Ｏ ｘ的脱除． 可以 认为， 烟气流量对脱硝效率的影响实际上是这些正 负效应的综合结果． 在 ４～ １ ０ｍ ３／ ｈ的烟气流量范 围内， 不利因素和有利因素影响力相当， 脱硝效率 仅从７ １ ． ４ ％降为 ６ ９ ． ４ ％； 烟气流量超过 １ ０ｍ ３／ ｈ 后， 不利因素占据了主导地位， 脱硝效率急剧下降． ２ ． ４ 烟气温度对脱硫脱硝效率的影响 固定烟气流量为１ ０ｍ ３／ ｈ ， Ｎ Ｏ初始浓度为３ ． ５ １ ０ － ４， Ｓ Ｏ ２初始浓度为 １ ． ０ １ ０ － ３， 液气比为 １ ０ Ｌ ／ ｍ ３， 氨水浓度为 ４ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 放电功率为３ ５ ０Ｗ， 在 ５ ０～ １ ３ ０℃的范围内考察了烟气温度对脱硫效率 和脱硝效率的影响， 结果如图 ６所示． 图 ６ 烟气温度对脱硫脱硝效率的影响 从图 ６中可以看出， 脱硫效率随烟气温度的升 高小幅降低， 而脱硝效率则对烟气温度表现出较强 的依赖性． 烟气温度从５ ０℃升至１ ３ ０℃时， 脱硫效 率仅从 ９ ９ ． ８ ％下降至 ９ ９ ． ０ ％； 而脱硝效率随烟气 温度的升高则呈现一个先小幅增加、 再缓慢降低、 最后急剧下降的变化趋势． 烟气温度从 ５ ０℃升高 到 ６ ０℃时， 脱硝效率从 ７ ０ ％略增至 ７ ０ ． １ ％； 烟气 温度为 ８ ５ ℃时， 脱硝效率为 ６ ９ ． ４ ％； 烟气温度进一 步从 ８ ５℃增加到 １ ３ ０℃， 脱硝效率则从 ６ ９ ． ４ ％迅 速降低为 ４ ９ ． ７ ％． 其原因是 一方面， 烟气温度升 高， 等离子体氧化 Ｎ Ｏ的效率降低， 不利于氨水对 Ｎ Ｏ ｘ的吸收， 降低了脱硝效率； 另一方面， 虽然氨 水吸收反应速率会随烟气温度升高而加快， 但 Ｓ Ｏ ２ 和 Ｎ Ｏ ｘ的溶解度却相应减小； 另外， 过高的烟气温 度也大大提高了吸收液温度， 使亚硫酸铵、 亚硫酸 ７９１１第 ６期张居兵， 等 等离子体氧化 Ｎ Ｏ耦合湿式氨法同时脱硫脱硝试验研究 ｈ ｔ ｔ ｐ ／ ／ ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ． ｓ ｅ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ 氢铵、 亚硝酸铵等脱硫脱硝的产物发生分解， 降低 了 Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ的吸收率， 脱硫效率和脱硝效率均 随之降低． ２ ． ５ Ｎ Ｏ初始浓度对脱硫脱硝效率的影响 固定烟气温度为 ８ ５℃， 烟气流量为 １ ０ｍ ３／ ｈ ， Ｓ Ｏ ２初始浓度为 １ ． ０ １ ０ － ３ ， 氨水浓度为 ４ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 液气比为 １ ０Ｌ ／ ｍ ３， 等离子体放电功率为 ３ ５ ０Ｗ， 考察了脱硫效率和脱硝效率随着 Ｎ Ｏ初始浓度的 变化关系， 结果如图 ７所示． 图 ７ Ｎ Ｏ初始浓度对脱硫脱硝效率的影响 由图 ７可知， 脱硫效率与 Ｎ Ｏ初始浓度无关， 基本接近 １ ０ ０ ％； 脱硝效率则随 Ｎ Ｏ初始浓度的增 大明显降低， Ｎ Ｏ初始浓度从１ ． ５ １ ０ － ４增至６ ． ５ １ ０ － ４， 脱硝效率从 ７ ０ ． ８ ％降低为 ６ １ ． ６ ％． 本课题组 在前期等离子体氧化 Ｎ Ｏ的研究中发现， Ｎ Ｏ初始 浓度的增加， 降低了 Ｎ Ｏ的氧化效率， 从而使脱硝 效率随之降低［ １ ６ ］． ２ ． ６ Ｓ Ｏ２初始浓度对脱硫脱硝效率的影响 固定烟气温度为 ８ ５℃， 烟气流量为 １ ０ｍ ３／ ｈ ， Ｎ Ｏ初始浓度为 ３ ． ５ １ ０ － ４， 氨水浓度为 ４ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 液气比为 １ ０Ｌ ／ ｍ ３， 等离子体放电功率为 ３ ５ ０Ｗ， 考察了 Ｓ Ｏ ２初始浓度对脱硫效率和脱硝效率的影 响， 结果如图 ８所示． 图 ８ Ｓ Ｏ２初始浓度对脱硫脱硝效率的影响 由图 ８可见， 随着 Ｓ Ｏ ２初始浓度的增大， 脱硫 效率略有下降． 提高 Ｓ Ｏ ２初始浓度相当于增加了 烟气中 Ｓ Ｏ ２的分压， 从而使气相推动力增加， 促进 氨水对 Ｓ Ｏ ２的吸收． 在氨水浓度和液气比保持不 变的条件下， 吸收剂的吸收能力是一定的， 提高 Ｓ Ｏ ２初始浓度会增加 Ｓ Ｏ２的吸收总量， 但烟气中 Ｓ Ｏ ２的吸收比例却有所降低， 脱硫效率也相应 减小． 脱硝效率随着 Ｓ Ｏ ２初始浓度的增大呈现出先 增大后减小的趋势． 当 Ｓ Ｏ ２初始浓度从 ０ ． ４ １ ０ － ３ 增大到 ０ ． ８１ ０ － ３时， 脱硝效率略有提高， 从 ６ ９ ． ５ ％增加到７ ０ ． ２ ％； 当 Ｓ Ｏ ２初始浓度增加到 １ ． ４ １ ０ － ３时， 脱硝效率降为 ６ ３ ． ７ ２ ％． 湿式氨法同时 脱硫脱 硝 过 程 中， Ｓ Ｏ ２被 氨 水 吸 收 后 的 产 物 （ Ｎ Ｈ ４）２Ｓ Ｏ３， Ｎ Ｈ４Ｈ Ｓ Ｏ３等也会对 Ｎ Ｏｘ有一定的吸 收作用， 因此一定范围内提高 Ｓ Ｏ ２初始浓度会使 脱硝效率有一定程度的增加． 但从等离子体氧化 Ｎ Ｏ角度分析， Ｓ Ｏ ２的存在会抑制 Ｎ Ｏ的氧化， 当 Ｓ Ｏ ２初始浓度增加到一定程度后， Ｓ Ｏ２对 Ｎ Ｏｘ吸 收的抑制作用超过促进作用， 会使脱硝效率逐渐 降低． ３ 结论 １ ）随着液气比和氨水浓度的增加， 脱硫效率 基本保持不变而脱硝效率则有不同程度的提高； 当 液气比为 １ ６Ｌ ／ ｍ ３时， 脱硫效率为 ９ ９ ． ７ ％， 脱硝效 率达到 ７ １ ． ６ ％； 当氨水浓度为 ６ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ时， 脱硫效 率为９ ９ ． ８ ％， 脱硝效率为 ７ ０ ． ５ ％． ２ ）由于烟气流量与温度、 Ｎ Ｏ初始浓度和 Ｓ Ｏ ２ 初始浓度的增加都会抑制等离子体对 Ｎ Ｏ的氧化， 故增加烟气流量与温度、 提高 Ｎ Ｏ和 Ｓ Ｏ ２初始浓度 均不利于 Ｓ Ｏ ２和 Ｎ Ｏｘ的脱除． ３ ）当液气比为１ ０Ｌ ／ ｍ ３ ， 氨水浓度为４ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 烟气流量为 １ ０ｍ ３／ ｈ ， 烟气温度为 ８ ５℃， Ｎ Ｏ初始 浓度为 ３ ． ５ １ ０ － ４， Ｓ Ｏ ２初始浓度为 １ ． ０ １ ０ － ３， 等 离子体放电功率为 ３ ５ ０Ｗ 时， 系统的脱硫效率和 脱硝效率分别为 ９ ９ ． ６ ％和 ６ ９ ． ４ ％． 参考文献 （ Ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ） ［ １ ］高宏亮， 覃海华， 郭静． 燃煤工业锅炉烟气湿法脱硫脱 硝技术探讨［ Ｊ ］ ． 工业安全与环保， ２ ０ １ ４ ， ４ ０ （ ５ ） １ ２ １ ５ ． Ｇ ａ ｏＨ ｏ ｎ ｇ ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｑ ｉ ｎＨ ａ ｉ ｈ ｕ ａ ，Ｇ ｕ ｏＪ ｉ ｎ ｇ ．Ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗ ｅ ｔ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｐ ｈ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｔ ｅ ｃ ｈ  ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ａ ｌ  ｆ ｉ ｒ ｅ ｄｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｇ ａ ｓ ［ Ｊ ］ ．Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ８９１１东南大学学报（ 自然科学版） 第 ４ ４卷 ｈ ｔ ｔ ｐ ／ ／ ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ． ｓ ｅ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙａ ｎ ｄＥ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ２ ０ １ ４ ， ４ ０ （ ５ ） １ ２ １ ５ ．（ ｉ ｎＣ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ） ［ ２ ］赵娜， 吕瑞滨． 烟气脱硫脱硝一体化技术的现状与展 望［ Ｊ ］ ． 中国资源综合利用， ２ ０ １ １ ， ２ ９ （ １ ０ ） ３ １ ３ ３ ． Ｚ ｈ ａ ｏＮ ａ ，Ｌ Ｒ ｕ ｉ ｂ ｉ ｎ ．Ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｆ ｌ ｕ ｅｇ ａ ｓｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ［ Ｊ ］ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ２ ０ １ １ ， ２ ９ （ １ ０ ） ３ １ ３ ３ ．（ ｉ ｎＣ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ） ［ ３ ］Ｌ ｉ ａ ｎ ｇＺＷ，Ｘ ｕＨＬ ，Ｗａ ｎ ｇＹＬ ，ｅ ｔ ａ ｌ ．Ａ ｎｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ  ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ａｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓｆ ｏ ｒ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ａ ｌ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄａ ｕ ｔ ｏ ｔ ｒ ｏ ｐ ｈ ｉ ｃ ｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｃ ｏ ｍ ｂ ｉ ｎ ｅ ｄｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎａｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅｂ ｉ ｏ  ｆ ｉ ｌ ｍｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ［ Ｊ ］ ．Ｂ ｉ ｏ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，２ ０ １ ３ ，２ ４ （ ６ ） ８ ４ ３ ８ ５ ３ ． ［ ４ ］Ｘ ｉ ｅＨＷ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇＹ ．Ｆ ｕ ｚ ｚ ｙｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｃｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｔ ｅ ｃ ｈ  ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ［ Ｊ ］ ．Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄＭａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ，２ ０ １ ３ ，７ ２ ６ ３ ９ ４ ３ ３ ９ ４ ６ ． ［ ５ ］Ｚ ｈ ａ ｏＹ ，Ｇ ｕ ｏＴＸ ，Ｃ ｈ ｅ ｎＺＹ ．Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙｏ ｎ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｒ ｏ ｍｆ ｌ ｕ ｅ ｇ ａ ｓｗ ｉ ｔ ｈｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ［ Ｊ ］ ．Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎＰ ｒ ｏ ｇＳ ｕ ｓ  ｔ ａ ｉ ｎ ， ２ ０ １ １ ， ３ ０ （ ２ ） ２ １ ６ ２ ２ ０ ． ［ ６ ］Ｚ ｈ ａ ｏＹ ，Ｈ ａ ｎＹＨ ，Ｍａ ＴＺ ，ｅ ｔ ａ ｌ ．Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ  ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｒ ｏ ｍ ｆ ｌ ｕ ｅｇ ａ ｓｂ ｙｆ ｅ ｒ ｒ ａ ｔ ｅ （ Ⅵ） ［ Ｊ ］ ．Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎＳ ｃ ｉ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ，２ ０ １ １ ，４ ５ （ ９ ） ４ ０ ６ ０ ４ ０ ６ ５ ． ［ ７ ］Ｋ ｕ ｒ ｏ ｐ ｋ ａＪ ．Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｐ ｈ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｆ ｉ  ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｆ ｆ ｌ ｕ ｅｇ ａ ｓ ｅ ｓ ［ Ｊ ］ ．Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎＥ ｎ ｇ ｉ  ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， ２ ０ ０ ８ ， ３ ４ （ ４ ） １ ８ ７ １ ９ ５ ． ［ ８ ］Ｗｅ ｉ ＺＳ ，Ｌ ｉ ｎＺＨ ，Ｎ ｉ ｕＨＪ ，ｅ ｔ ａ ｌ ．Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ  ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｄ ｅ ｎ ｉ ｔ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｂ ｙｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｗ ａ ｖ ｅｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｍ ｍ ｏ ｎ ｉ ｕ ｍｂ ｉ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ａ ｔ ｅａ ｎ ｄｚ ｅ ｏ ｌ ｉ ｔ ｅ ［ Ｊ ］ ．ＪＨ ａ ｚ ａ ｒ ｄＭａ  ｔ ｅ ｒ ， ２ ０ ０ ９ ， １ ６ ２ （ ２ ） ８ ３ ７ ８ ４ １ ． ［ ９ ］Ｈ ｕ ａ ｎ ｇＬＷ，Ｄ ａ ｎ ｇＹＸ ．Ｒ ｅ ｍ ｏ ｖ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ Ｏ ２ａ ｎ ｄＮ Ｏｘｂ ｙ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｄｃ ｏ ｒ ｏ ｎ ａｃ ｏ ｍ ｂ ｉ ｎ ｅ ｄｗ ｉ ｔ ｈｉ ｎｓ ｉ ｔ ｕＣ ａ （ Ｏ Ｈ ） ２ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｐ  ｔ ｉ ｏ ｎ［ Ｊ ］ ．Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅＪ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌｏ ｆＣ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌＥ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， ２ ０ １ １ ， １ ９ （ ３ ） ５ １ ８ ５ ２ ２ ． ［ １ ０ ］Ｊ ｉ ａＹ ，Ｄ ｕＤＱ ，Ｚ ｈ ａ ｎ ｇＸＸ ，ｅ ｔ ａ ｌ ．Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｒ ｅ  ｍ ｏ ｖ ａ ｌ ｏ ｆＳ Ｏ ２ａ ｎ ｄＮ Ｏｘｗ ｉ ｔ ｈａ ｍ ｍ ｏ ｎ ｉ ａａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎａ ｐ ａ ｃ ｋ ｅ ｄｃ ｏ ｌ ｕ ｍ ｎ ［ Ｊ ］ ．Ｋ ｏ ｒ ｅ ａ ｎＪＣ ｈ ｅ ｍ Ｅ ｎ ｇ ，２ ０ １ ３ ，３ ０ （ ９ ） １ ７ ３ ５ １ ７ ４ ０ ． ［ １ １ ］史占飞， 熊源泉， 谢红银， 等． 尿素、 碳酸氢铵／ 添加剂 同时脱硫脱硝试验研究［ Ｊ ］ ． 东南大学学报 自然科 学版， ２ ０ １ １ ， ４ １ （ ３ ） ５ ９ １ ５ ９ ６ ． Ｓ ｈ ｉ