直流電暈氧化結(jié)合化學(xué)吸收煙氣脫硝實(shí)驗(yàn)及機(jī)理研究.pdf

1、直流電暈氧化結(jié)合化學(xué)吸收煙氣脫硝是有發(fā)展前景的煙氣污染治理技術(shù)。這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：能耗低；完全避免了氨氣泄漏二次污染；對于已經(jīng)安裝了濕法或半干法脫硫設(shè)備的鍋爐，原有脫硫設(shè)備可同時(shí)用于脫除NO<,x>，或者把該技術(shù)與濕式靜電除塵器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)除塵、脫硫、脫硝一體化，這樣可減少設(shè)備的投資。NO電暈氧化過程是決定電暈氧化結(jié)合化學(xué)吸收煙氣脫硝技術(shù)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵。本文重點(diǎn)研究直流電暈放電自由基簇射作用下的NO電暈氧化。 本文采用有限元方法

2、對反應(yīng)器內(nèi)電場進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果不僅給出了采用自由基簇射技術(shù)的理論根據(jù)，而且可以指導(dǎo)單電極結(jié)構(gòu)優(yōu)化及多電極反應(yīng)器設(shè)計(jì)中電極間距選取的實(shí)驗(yàn)研究。 對不同電極氣條件臭氧生成及NO氧化進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，電極噴嘴出口附近能夠形成強(qiáng)電場，強(qiáng)電場作用下的自由電子具有較高能量，可以使氧氣大量分解，產(chǎn)生O<,3>等自由基氧化NO。在NO氧化過程中，發(fā)現(xiàn)臭氧濃度明顯減少。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，噴嘴出口附近氮?dú)獾姆纸饽芰h(yuǎn)小于氧氣的分解能力。

3、 提出選擇空氣（air）、水（H<,2>O）和氧氣（O<,2>）作為該技術(shù)工程應(yīng)用的電極氣組成成分。通過三種成分的合理組合，可形成一定氧氣濃度和一定濕度的電極氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電極氣氧氣濃度，對NO<,x>脫除效率及其能耗具有顯著影響。從總的影響趨勢看，放電功率一定的情況下，隨著電極氣氧氣濃度的增加，模擬煙氣中NO氧化的氧化率及其能量效率都隨之提高。功率越高，電極氣氧氣濃度變化對它們的影響越大。在電極氣氧氣濃度從低到高的變化過程

4、中，氧氣濃度對模擬煙氣中NO氧化的氧化率及其能量效率提高的影響程度，在發(fā)生明顯變化。隨著電極氣氧氣濃度的增加，氧氣濃度增加對煙氣中NO氧化的氧化率及其能量效率提高的影響作用在減弱。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，在常溫狀況下，電極氣濕度對NO<,x>脫除效率及其能耗具有重要影響。從總的影響趨勢看，放電功率一定的情況下，隨著電極氣濕度的增加，模擬煙氣中NO氧化的氧化率及其能量效率都隨之提高。 使用濕空氣作為自由基源物質(zhì)，研究了噴嘴電極結(jié)構(gòu)變化對電暈放

5、電特性、NO電暈氧化過程性能的影響。結(jié)果表明，3mm是電極噴嘴外徑的較優(yōu)值。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單電極上噴嘴數(shù)的增加有利于NO的電暈氧化。在相同電壓下，隨著噴嘴數(shù)的增加，由于氣體電暈放電的通道數(shù)增加，總電暈區(qū)域明顯增大，電暈流光在反應(yīng)器橫截面上的充滿度增加。噴嘴數(shù)目相同時(shí)，A型電極所形成的電暈流光， 在電暈反應(yīng)器內(nèi)具有更好的充滿度，有利于NO<,x>脫除。 對單通道多電極反應(yīng)器中電極布置設(shè)計(jì)的研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)器多電極布置時(shí)，為了使結(jié)構(gòu)

6、緊湊，電極之間的間距可以選擇100mm。煙氣中NO在電暈反應(yīng)器內(nèi)的氧化，主要通過自由基化學(xué)反應(yīng)完成，反應(yīng)時(shí)間很短。 實(shí)驗(yàn)研究了煙氣條件變化對反應(yīng)器NO<,x>脫除特性的影響。在相同放電功率下，煙氣流速和煙氣中。NO濃度增加，電暈反應(yīng)器對煙氣中NO氧化率降低，但NO氧化的能量效率提高，而且放電功率越高，能量效率提高得越明顯。煙氣溫度升高，起暈電壓和擊穿電壓都降低，相同放電電壓下，放電電流明顯升高。煙氣溫度升高，對NO電暈氧化不利，

7、實(shí)際應(yīng)用時(shí)，煙氣溫度低于80℃為宜。 建立了NO電暈氧化過程化學(xué)動力學(xué)模型，從理論上驗(yàn)證了自由基生成及NO<,x>脫除機(jī)理。模型除考慮電子分子碰撞對自由基產(chǎn)生的貢獻(xiàn)外，還考慮了激發(fā)態(tài)氧原子激發(fā)轉(zhuǎn)移對自由基生成的貢獻(xiàn)，同時(shí)分析了N自由基化學(xué)反應(yīng)及其它相關(guān)副產(chǎn)物。 利用模型模擬計(jì)算了直流電暈放電NO電暈氧化過程中各種自由基的單位能量產(chǎn)率。計(jì)算結(jié)果表明，在自由基簇射系統(tǒng)中，煙氣中N<,2>的分解率很小，而所期望的H<,2>O和