等離子體脫除NO-,2-試驗(yàn)研究.pdf

1、氮氧化物(NOx)作為最主要的空氣污染物之一，已經(jīng)成為一個(gè)日益嚴(yán)重的全球性問題。所以，研究脫除NOx是目前富有挑戰(zhàn)性的課題之一。等離子體脫除NOx作為繼干法、濕法、半干法等經(jīng)典脫硝方法之后又一高科技脫硝新方法，以其具有的投資少、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝過程為干式、沒有設(shè)備腐蝕、沒有二次污染等獨(dú)具的諸多特點(diǎn)，已經(jīng)成為國際上公認(rèn)的具有極大市場潛力和良好應(yīng)用前景的煙氣脫硝新工藝。
　　 在低溫等離子體脫硝研究中，主要是針對NO脫除

2、的大量研究，等離子體脫除NOx技術(shù)對NO2脫除有一定的理論研究，但相關(guān)研究并不深入。鑒于NO2的危害以及相關(guān)研究的匱乏，NO2脫除研究是迫切而必要的。通過試驗(yàn)手段探明等離子體脫除NO2的影響因素及其脫除效率是對等離子體脫除NOx技術(shù)的豐富和完善。
　　 將復(fù)雜體系合理地簡化，從而能夠用有效的手段來研究簡化體系，是科學(xué)研究中常用而有效的手段。對于等離子體脫除NO2技術(shù)的研究，由于煙氣或尾氣中氣體成分的復(fù)雜性和外界環(huán)境的多樣性，我們

3、必須將這個(gè)反應(yīng)體系簡化，本課題基于實(shí)際應(yīng)用和理論背景，選擇了NO2-N2系統(tǒng)來研究等離子體NO2脫除技術(shù)。通過試驗(yàn)，對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選分析，研究了反應(yīng)器特征參數(shù)、電源特性、氣體特性等對NO2脫除的影響規(guī)律，以期獲取等離子體作用脫除NO2的規(guī)律性認(rèn)識，從而揭示其反應(yīng)機(jī)理，并探索降低能耗和提高轉(zhuǎn)化率的有效途徑。
　　 反應(yīng)器特征參數(shù)對等離子體脫除NO2的影響主要從反應(yīng)器管徑和電極尖端距離兩方面考察：對比不同輸入電壓情況下各實(shí)驗(yàn)結(jié)果的

4、校核可以看出，NO2脫除率隨反應(yīng)器管徑的增大而急劇減小，隨電極尖端距離的增大而先增后減。電源特性對等離子體脫除NO2的影響主要從改變輸入電壓這一主要矛盾入手，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，NO2脫除率隨輸入電壓的增大先增大后減小。氣體特性對等離子體脫除NO2的影響主要考察進(jìn)氣流量及不同配比情況下的脫除規(guī)律。對比不同輸入電壓情況下各實(shí)驗(yàn)結(jié)果的校核可以看出，NO2脫除率隨氣體流量減小而增大，NO2脫除率還隨NO2/N2配比中N2份額的增大而增大。等離

5、子脫除NO2主要是由于低溫等離子體含大量強(qiáng)氧化性的N、O等自由基團(tuán)，它們與NO2發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)從而使其脫除。
　　 第三章以Chemkin為計(jì)算工具，利用Plasma PFR(Plasma Plug Flow Reactor)模型對等離子體脫除NO2反應(yīng)動力學(xué)過程進(jìn)行了模擬。模擬發(fā)現(xiàn)，等離子體作用脫除NO2效果明顯，同時(shí)對NO也有一定脫除效果，反應(yīng)過程會有一定量的氧氣生成。這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致。通過等離子體脫除NO2反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

6、與Chemkin反應(yīng)動力學(xué)過程模擬，表明等離子體作用脫除NO2有明顯脫除效果。
　　 本文的最后，結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用，在總結(jié)實(shí)驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，對單管等離子體發(fā)生裝置進(jìn)行系統(tǒng)集成，研究開發(fā)了新型等離子脫除NO2工藝流程和裝置。
　　 本課題的研究屬于潔凈化工生產(chǎn)和環(huán)境工程領(lǐng)域的高新技術(shù)，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，具有良好社會效益和豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。本論文的研究成果可應(yīng)用于國內(nèi)化工、醫(yī)藥、軍事等領(lǐng)域，尤其適用于硝酸廠和應(yīng)用硝酸的各工業(yè)部