臭氧协同强电离放电法模拟烟气脱硫脱硝的研究

发布时间：2017-04-10 23:24

  本文关键词：臭氧协同强电离放电法模拟烟气脱硫脱硝的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：燃煤烟气中二氧化硫SO2、氮氧化物NOX是大气污染的主要物质,在大气中反应形成酸雨,给人类带来了严重的环境污染问题,是世界各国关注的全球环境问题之一。我国新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》中规定了更严格的排放标准,使得很多火力发电厂的SO2、NOX排放达不到标准。为了使烟气排放达到新的标准,必须在理论和技术上加大研究,力争取得新的突破。论文依据强电离放电脱硫脱硝的物理化学特性和气体放电理论,讨论了臭氧协同强电离放电产生非平衡等离子体的机理,建立了臭氧协同强电离放电烟气脱硫脱硝的化学动力学模型。利用MATLAB编程对模型进行了数值计算,分析了臭氧协同强电离放电过程主要活性粒子随时间变化的规律及不同氧气、水浓度比对活性粒子浓度的影响规律——为试验分析提供了理论基础。通过试验研究确定了含水率、含氧率、初始浓度、加电电压和放电频率对臭氧协同强电离放电烟气脱硫脱硝效率的影响规律,得出了脱硫脱硝的适宜条件,并分析了脱硫脱硝副产物的成分,印证了臭氧协同强电离放电脱硫脱硝机理。试验结果表明:(1)在臭氧协同强电离放电的反应体系中,O自由基产生的浓度最高,氧活性粒子浓度远高于还原性粒子浓度,脱硫脱硝过程以氧化为主,最终生成H2SO4、HNO3。其中反应体系的氧含量的增加有利于反应体系平衡时O3浓度的提高,有利于O自由基和·OH的大量生成。(2)当模拟烟气总流量为4L/min,含水率为2.0%,含氧率25%以上,O3浓度为186ppm,SO2初始浓度为250ppm(其余为N2)烟气温度控制在30℃,放电频率为5.15kHz,加电电压为3.2kV时,脱硫效率达80%以上。含氧率、含水率、加电电压、SO2初始浓度是脱硫效率的主要影响因素,放电频率对脱硫效率影响不大。脱硫效率分别随含氧率、含水率、加电电压的增加而增加,较优值分别为20%、2%、3.2kV;随着SO2初始浓度的增加,脱硫效率减小,SO2的脱除量趋向一个最大值。(3)当模拟烟气总流量为4L/min,含水率为2.2%,含氧率为20%,O3浓度为186ppm,NOX初始浓度300ppm(其余为N2)烟气温度控制在30℃,放电频率为5.15kHz,加电电压为2.4kV时,脱硝效率达90%以上。含氧率、含水率、加电电压、NO初始浓度是脱硝效率的主要影响因素,放电频率对脱硝效率影响最小。脱硝效率随含水率的增加而增加,较优值为2.2%;脱硝效率随含氧率、加电电压的增加而先增加后减小,较优值分别为25%、2.4kV;随着NO初始浓度的增加,脱硝效率下降,NO的脱除量趋向一个最大值。(4)单独脱硫时的副产物是硫酸和硝酸;单独脱硝的副产物是硝酸。
【关键词】：臭氧 强电离放电 脱硫脱硝 化学反应动力学 副产物
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-7
• abstract7-11
• 第一章 绪论11-24
• 1.1 概述11-17
• 1.1.1 SO_2和NO_X的危害及排放现状11-14
• 1.1.2 我国SO_2和NO_X的控制政策14-15
• 1.1.3 传统烟气脱硫脱硝技术简介15-17
• 1.2 等离子体烟气脱硫脱硝的研究进展17-21
• 1.3 本课题的研究目的及意义21-22
• 1.4 本课题的研究内容和技术路线22-24
• 1.4.1 研究内容22
• 1.4.2 技术路线22-24
• 第二章 O_3协同强电离法脱硫脱硝化学反应动力学分析24-48
• 2.1 强电离放电物理特性24-25
• 2.2 O_3协同强电离放电脱硫脱硝的微观机理25-34
• 2.2.1 脱硫脱硝基本过程25-26
• 2.2.2 自由基和活性粒子的生成26-30
• 2.2.3 NO、SO_2的脱除路径30-34
• 2.3 化学反应动力学模型34-36
• 2.3.1 模型的假设34
• 2.3.2 模型的建立34-35
• 2.3.3 模型求解方法35-36
• 2.4 模型的计算和反应机理分析36-46
• 2.4.1 活性粒子浓度随时间的变化36-42
• 2.4.2 气体组成对活性粒子的影响42-46
• 2.5 本章小结46-48
• 第三章 O_3协同强电离放电脱硫脱硝试验系统48-58
• 3.1 试验系统的设计原则48
• 3.2 O_3协同强电离放电脱硫脱硝试验系统48-49
• 3.3 试验系统的操作流程49-51
• 3.4 试验装置51-55
• 3.4.1 强电离放电等离子体发生器51-52
• 3.4.2 臭氧发生器52-53
• 3.4.3 等离子体电源53
• 3.4.4 烟气加热系统53-54
• 3.4.5 烟气加湿系统54-55
• 3.5 试验仪器和试验气体55-57
• 3.5.1 实验仪器55-56
• 3.5.2 试验材料56-57
• 3.6 本章小结57-58
• 第四章 O_3协同强电离脱硫脱硝试验研究58-74
• 4.1 O_3协同强电离放电单独脱硫的影响因素分析58-63
• 4.1.1 含氧率对脱硫效率的影响58-59
• 4.1.2 含水率对脱硫效率的影响59-60
• 4.1.3 放电频率对脱硫效率的影响60-61
• 4.1.4 加电电压对脱硫效率的影响61-62
• 4.1.5 SO_2初始浓度对脱硫效率的影响62-63
• 4.2 O_3协同强电离放电单独脱硝的影响因素分析63-68
• 4.2.1 含氧率对脱硝效率的影响63-64
• 4.2.2 含水率对脱硝效率的影响64-65
• 4.2.3 放电频率对脱硝效率的影响65-66
• 4.2.4 加电电压对脱硝效率的影响66-67
• 4.2.5 NO初始浓度对脱硝效率的影响67-68
• 4.3 脱硫脱硝产物分析68-72
• 4.3.1 色谱条件与标准曲线68-71
• 4.3.2 O_3协同强电离放电脱硫副产物分析71-72
• 4.3.3 O_3协同强电离放电脱硝副产物分析72
• 4.4 本章小结72-74
• 第五章 总结与展望74-77
• 5.1 总结74-75
• 5.2 课题创新点75-76
• 5.3 展望76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 研究生期间学术成果82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;烟气脱硫脱硝技术获重大突破[J];江苏化工;2008年03期

2 ;盐城东大公司烟气脱硫脱硝技术获重大突破[J];纤维复合材料;2008年02期

3 毛本将,王保健,姜一鸣,彭洁,朱永全,赵君科;等离子体烟气脱硫脱硝工业试验装置[J];电力环境保护;2000年03期

4 ;一种新型烟气脱硫脱硝技术[J];硫酸工业;2000年06期

5 邱广明,宁占武,兰学军,闫志勇;烟气脱硫脱硝技术的回顾与综合利用[J];内蒙古电力技术;2000年05期

6 赵君科,王保健,任先文,毛本将,朱永全,朱祖良;脉冲电晕等离子体烟气脱硫脱硝中试装置[J];环境工程;2001年06期

7 ;电子束辐照烟气脱硫脱硝工业化技术[J];中国军转民;2001年07期

8 胡立嵩;王雁;刘希雯;陆云平;;烟气脱硫脱硝一体化吸收/催化剂研究进展[J];化学与生物工程;2009年06期

9 胡龙;沈珊;王小书;吴鹏飞;吴建雄;;烟气脱硫脱硝的研究进展[J];化学工程师;2010年07期

10 胡勇;李秀峰;;火电厂锅炉烟气脱硫脱硝协同控制技术研究进展和建议[J];江西化工;2011年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 管冬兴;尹华强;郭家秀;张强波;;炭法烟气脱硫脱硝技术现状与前景[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第二卷）[C];2009年

2 姜学东;潘磊;;烟气脱硫脱硝技术的比较[A];第十届全国电除尘、第二届脱硫学术会议论文集[C];2003年

3 毛本将;丁伯南;王保健;黄文凤;张晓春;任岷;;我国的电子束辐照烟气脱硫脱硝技术[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策（下册）[C];2002年

4 张晓春;;等离子体烟气脱硫脱硝副产物收集技术[A];中国工程物理研究院科技年报（2001）[C];2001年

5 高丙宁;谢阅;;电子束辐照烟气脱硫脱硝工业化实验装置的计算机测试系统[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年

6 王建春;张哲然;初琨;郑进朗;;循环流化床锅炉烟气脱硫脱硝综合性解决方案[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集（第三卷）[C];2012年

7 毛本将;王保健;姜一鸣;;电子束辐照烟气脱硫脱硝工业化试验装置[A];中国工程物理研究院科技年报（2000）[C];2000年

8 曾鸣;杨萌;;烟气脱硫脱硝催化剂的研究进展[A];中国环境保护优秀论文集（2005）（下册）[C];2005年

9 陈伟华;杨睿戆;任志凌;周秀文;汤贻烈;王保健;毛本将;;电子束辐照烟气脱硫脱硝工艺试验研究[A];四川省环境科学学会2003年学术年会论文集[C];2003年

10 朱复东;;滤泡法火电机组烟气脱硫脱硝一体化技术研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集（第二卷）[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 李晓春邋聂结海;江苏烟气脱硫脱硝技术获大奖[N];国家电网报;2007年

2 记者 王聪;发展电子束烟气脱硫脱硝技术[N];人民政协报;2014年

3 ;烟气脱硫脱硝技术介绍（二）[N];中国环境报;2005年

4 本报记者　台桂花;烟气脱硫脱硝：长三角火电厂步伐趋紧[N];中国环境报;2006年

5 记者 饶嵬　通讯员 资敏 程伟平;亚太环保回收二氧化硫“变害为宝”[N];昆明日报;2010年

6 本报记者 王颖春;环保“十二五”科技发展规划出炉[N];中国证券报;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王楠;电厂烟气脱硫脱硝控制系统的研究与应用[D];西安建筑科技大学;2015年

2 尹莉;臭氧协同强电离放电法模拟烟气脱硫脱硝的研究[D];江苏大学;2016年

3 刘增辉;烟气脱硫脱硝集成技术工艺分析及试验[D];天津大学;2007年

4 李涛;新型铝基铜吸附剂干法烟气脱硫脱硝与再生一体化反应器的结构设计及其数值模拟[D];大连理工大学;2009年

5 吕雷;烟气脱硫脱硝一体化工艺设计与研究[D];长春工业大学;2012年

6 孙平萍;烟气脱硫脱硝大容量高频高压电源及控制系统的研究[D];北京交通大学;2008年

7 兰生;水电协同烟气脱硫脱硝实验研究[D];哈尔滨理工大学;2004年

8 王潇;中小锅炉燃煤烟气脱硫脱硝一体化控制技术试验研究[D];浙江工业大学;2011年

9 郭瑞莉;活性半焦用于烟气脱硫脱硝的研究[D];中国海洋大学;2009年

10 李玲密;半干法烟气脱硫脱硝一体化的实验研究[D];河北工业大学;2010年

  本文关键词：臭氧协同强电离放电法模拟烟气脱硫脱硝的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：297785