目前在日本的關(guān)越隧道已成功地將電除塵器用于長(zhǎng)大隧道分段縱向式通風(fēng)系統(tǒng)中清除污染空氣中的粉塵。但靜電除塵器不能凈化公路隧道中的另一個(gè)主要污染物質(zhì) ——一氧化碳(CO)。經(jīng)過(guò)探索研究，利用高壓脈沖電暈技術(shù)研制的隧道空氣凈化器，在實(shí)驗(yàn)室模擬凈化了公路隧道內(nèi)被污染的空氣，取得了以下成果：隧道空氣凈化器在風(fēng)速為7.5m/s的條件下，除塵率為93%，CO的凈化率為72%。

一、高壓脈沖電暈技術(shù)原理

脈沖電源產(chǎn)生的高電壓脈沖加在反應(yīng)器電極上，在反應(yīng)器電極之間產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，部分煙氣分子電離，電離出的電子在強(qiáng)電場(chǎng)的加速下獲得能量，成為高能電子(5～20eV)，高能電子則可以激活、裂解、電離其他煙氣分子，產(chǎn)生OH、O、HO2等多種活性粒子和自由基。在反應(yīng)器里，煙氣中的SO2、 NO被活性粒子和自由基氧化為高階氧化物SO3、NO2，與煙氣中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物注入情況下生成（NH4）2SO4/NH4NO3的氣溶膠，再由收塵器收集。脈沖電暈放電煙氣脫硫脫硝反應(yīng)器的電場(chǎng)本身同時(shí)具有除塵功能。

二、高壓脈沖電暈技術(shù)處理流程

高壓脈沖電暈技術(shù)主要由煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)、脈沖高壓電源系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)、副產(chǎn)物收集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、氨站和輔助裝置構(gòu)成。除塵后的鍋爐煙氣，經(jīng)煙氣調(diào)質(zhì)塔調(diào)節(jié)煙氣的溫度和濕度，然后流經(jīng)反應(yīng)器，在反應(yīng)器中的脈沖電暈放電等離子體場(chǎng)中，煙氣中的二氧化硫和氮氧化物與氨站提供的氨氣發(fā)生作用，分別形成硫酸銨和硝酸銨。通過(guò)副產(chǎn)物收集系統(tǒng)收記下來(lái)用作化肥，潔凈的煙氣從煙囪排出。

三、高壓脈沖電暈技術(shù)的發(fā)展背景

脈沖電暈等離子體(Pulse-induced Plasma Chemical Process，即PPCP)脫硫(SO2)脫硝(NOx)是80年代發(fā)展起來(lái)的一門(mén)技術(shù)。

1984年，Mizuno首先用脈沖電暈放電對(duì)模擬煙氣進(jìn)行脫除SO2的試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明：脈沖電暈對(duì)SO2的脫除是非常有效的，在能量利用率方面，它至少是電子束的兩倍。

1986 年，Masuda采用正、負(fù)脈沖電暈放電進(jìn)行了脫除NO的研究，結(jié)果表明，用正、負(fù)脈沖放電都可以除去NO。1986年，Clements使用脈沖電暈進(jìn)行同時(shí)除去SO2、NOx和飛灰的研究。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)飛灰的存在可改善NO的脫除效果。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)除塵器的改造非常有吸引力。此后，Dinelli進(jìn)行的用脈沖電暈同時(shí)脫除煙氣中的NOx和SO2的工業(yè)性試驗(yàn)中，獲得了50%～60%的脫硝效率和約80%的脫硫效率。1992年，WangRonyi利用很接近于真實(shí)煙氣的模擬煙氣研究了正脈沖電暈對(duì)SO2和NO的脫除，脫硫率大于95%，脫硝率為30%～57%。80年代末期，我國(guó)也開(kāi)始對(duì)脈沖電暈放電脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行研究。吳彥和Masuda研究了NO在電暈場(chǎng)中的氧化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：對(duì)NO氧化，正極性脈沖電壓效果好，且脈沖電壓前沿上升時(shí)間愈短愈好。重慶大學(xué)最近采用納秒(ns)級(jí)脈沖電暈放電技術(shù)氧化脫除CO的實(shí)驗(yàn)研究，并取得了滿(mǎn)意的效果。研究表明，該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

四、我國(guó)高壓脈沖電暈技術(shù)的研究動(dòng)向

中國(guó)工程物理研究院研究開(kāi)發(fā)的脈沖電暈等離子煙氣脫硫脫硝技術(shù)（PPCP）。高壓脈沖電暈空氣凈化器其電源可靠性高、維護(hù)簡(jiǎn)便，工藝簡(jiǎn)單；采用了反應(yīng)除塵一體化技術(shù)，整個(gè)裝置占地面積小，該技術(shù)裝置簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本與投資費(fèi)用較低；可將有害污染物清除徹底、不會(huì)產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛用于煙氣脫硫脫硝的處理。

重慶大學(xué)在總結(jié)國(guó)內(nèi)外治理隧道空氣污染經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,借鑒空氣污染控制的先進(jìn)技術(shù),提出了對(duì)隧道內(nèi)污染空氣進(jìn)行就地凈化的新思路,并與四川省交通廳合作, 開(kāi)展了隧道空氣凈化器的研究。隧道空氣凈化器應(yīng)用脈沖電暈放電技術(shù),可同時(shí)對(duì)公路長(zhǎng)大隧道中的兩個(gè)主要控制污染物質(zhì)——粉塵和CO進(jìn)行脫除,并可同時(shí)對(duì)其它污染物質(zhì)如NOx、SO2等進(jìn)行有效脫除,使隧道內(nèi)空氣質(zhì)量達(dá)到環(huán)保要求。在實(shí)驗(yàn)室模擬隧道污染空氣的條件下,用脈沖電暈放電進(jìn)行的凈化實(shí)驗(yàn)研究表明, 煙塵凈化率可達(dá)85%以上；CO的凈化率可達(dá)60%以上。

研究表明,采用脈沖電暈技術(shù)是解決公路長(zhǎng)大隧道空氣污染問(wèn)題的最有效的方法。這種治理方式環(huán)境效益十分明顯。該技術(shù)的研究成功,對(duì)我國(guó)乃至世界公路長(zhǎng)隧道的建設(shè)有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。

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