窄間隙氣體放電煙氣脫硫資源化研究.pdf

1、我國的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，燃煤型SO<,2>污染已成為我國大氣污染的主要特征，因此對二氧化硫污染的治理已經(jīng)刻不容緩。本文針對我國目前嚴(yán)峻的SO<,2>污染形勢，而傳統(tǒng)的煙氣脫硫技術(shù)存在著運行成本高；產(chǎn)生大量的污水需要處理；典型的非平衡等離子體法又需要外加NH<,3>、電子能量低等問題，結(jié)合國家自然科學(xué)基金重點資助項目“高氣壓下強電場電離氣體的方法及其應(yīng)用的基礎(chǔ)研究”(項目編號：60031001)，提出了以窄間隙強電場電離氣體放電產(chǎn)生高濃

2、度羥基自由基氧化脫除煙氣中SO<,2>的方法進(jìn)行煙氣脫硫，為SO<,2>污染的治理提供了一條新途徑。 采用窄間隙強電場電離放電技術(shù)，可以在等離子體反應(yīng)器的反應(yīng)腔體內(nèi)形成放電電場強度高達(dá)400Td以上的強電場，使電子獲得的平均能量大于10eV，電子密度大于10<'14>/cm<'3>，電離占空比達(dá)到2﹪，足以滿足等離子體化學(xué)反應(yīng)所需的能量要求，從而將煙氣中的H<,2>O、O<,2>(H<,2>O、O<,2>氣體分子的電離能分別為

3、12.6eV、12.5eV)等氣體分子電離離解形成高濃度的OH、e<,ap>等氧化自由基，直接在氣相中瞬間將SO<,2>氧化為H<,2>SO<,4>以將其脫除。 通過對實驗系統(tǒng)的混氣方式及氣體的加濕方法進(jìn)行改進(jìn)，建立了一套新的實驗系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上考察了各種參數(shù)對SO<,2>脫除率的影響，由實驗結(jié)果可知提高電源激勵電壓、激勵頻率、放電功率、含水量、含氧量或降低SO<,2>初始濃度、模擬煙氣總氣量，減小放電間隙都能提高SO<,2

4、>的脫除率。通過比較不同放電面積等離子體反應(yīng)器所得的實驗結(jié)果后可知，等離子體反應(yīng)器放電面積的變化不會影響SO<,2>脫除率的變化規(guī)律。文中還對模擬煙氣中的含水量及含氧量對SO<,2>脫除率的影響強度進(jìn)行了對比，得出含水量對SO<,2>脫除率的影響強于含氧量的影響。實驗結(jié)果表面，當(dāng)?shù)入x子體反應(yīng)器放電間隙為0.64mm，電源激勵電壓為2600V，激勵頻率為5000Hz，模擬煙氣總流量為0.1m<'3>/h，含氧量為21﹪，含水量為1.44﹪