“二氧化硫會引起諸如酸雨之類的嚴重環(huán)境問題,并且可能導致海洋酸化,”賓夕法尼亞州立大學EMS能源研究所副研究員王曉星(音譯)說,“硫也有助于細顆粒物在空氣中的懸浮,這可能比二氧化硫本身帶來的危害更嚴重。”
據《柳葉刀》發(fā)布的2015全球疾病負擔研究報告估計,PM2.5長期暴露會造成420萬人過早死亡和1億多傷殘調整壽命年,該壽命年可衡量因疾病、殘疾或死亡所致的壽命損失年數。
王曉星認為,當前的脫硫技術并非完美無缺。例如,煙氣脫硫過程會產生大量需要處理的金屬硫酸鹽形式的固體廢物。此外,這些工藝產生的廢水需要額外處理,成本高昂,對環(huán)境也不友好。另外,二氧化硫可以通過催化作用還原為固體元素硫。然而,傳統(tǒng)的催化工藝通常需要較高的溫度才能達到較高的轉化率。科學家稱,這種方法會消耗大量能量并降低催化劑的活性。
王曉星和他的同事測試了一種新技術,即一步式低溫等離子體輔助催化工藝,該工藝無需高溫,并且產生的廢物比煙氣脫硫技術少得多。整個工藝過程中,催化劑表現出非常好的穩(wěn)定性,沒有失去活性和選擇性。同時發(fā)現,該過程極大地促進了低溫下二氧化硫的還原,使用氫氣和甲烷時,二氧化硫的轉化率分別從148%和87%提高至200%和120%。
工程設計、技術與專業(yè)項目學院助理教授肖恩·奈赫特表示,結果顯示,電子能夠在比熱催化低得多的溫度下,通過裂解和激發(fā)反應物引發(fā)化學反應。如果這些反應能在比典型熱催化溫度低得多的溫度下進行,那么未來系統(tǒng)的功率輸入將大大減少。
王曉星補充說,使用等離子可使他們僅用10瓦電就能達到最佳性能。另一個優(yōu)勢是可再生能源,如風能或太陽能,可以很容易地應用到這個過程中,為等離子體提供電力。
報道稱,該工藝極有可能取代當前的煙氣脫硫技術。
參考資料
【1】科技日報,新工藝或取代煙氣脫硫技術
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