孔春林 杜佳棋 张德轩

(杭州天明环保工程有限公司 杭州 310018)

0 引言

脉冲电晕等离子体脱硫、脱硝是利用气体电晕放电产生的等离子体来生成具有化学反应活性的自由基，通过这些自由基将SO2、NOx变成硫酸和硝酸，从而实现烟气净化的技术[1]。尽管早在1972年，美国科学家就在实验室发现了电晕放电对SO2的氧化效果[2]，但由于能够满足工业应用的脉冲电源的技术难度太大，所以该技术的工业应用在当时并没有实现。后来，承担“九五”国家重点科技攻关项目的中国工程物理研究院丁伯南院士团队提出了脱硫用脉冲电源需要达到的指标：脉冲电压大于100 kV，脉冲上升时间小于100 ns[3]。该电源用工作电压100 kV的闸流管作脉冲形成开关。“十五”期间建成了与上述电源配套的处理烟气量20 000 m3/h的工业中试装置[4]。浦项科技大学研制了1种采用工作电压20 kV的晶闸管堆体作为脉冲形成开关[5]，并采用磁开关进行脉冲压缩的脉冲电源，还进行了烟气量50 000 m3/h的铁矿石烧结烟气同时脱硫、脱硝实验。上述工业中试实验评估了脉冲电晕等离子体脱硫、脱硝技术的可行性[6]，为近年的工业应用奠定了技术基础。

但是上述研究所用的脉冲电源都使用了工作电压上万伏的特殊开关，这些开关同时具有军事用途，一般的环保公司很难采购到。为了降低脱硫、脱硝用脉冲电源的工业化应用难度，我们使用常规的半导体开关开发了1种设计平均功率为15 kW的脉冲电源，输出脉冲上升时间500 ns，脉冲重复频率300 Hz。……