AC/DC流光放电等离子体烟气脱硫实验研究

发布时间：2021-11-26 06:13

　　本论文研究目标是采用气体放电等离子体和化学的方法,开发一种流光放电等离子体氨法烟气脱硫的新工艺。其创新点在于：（1）采用交直流叠加电源技术在工业规模的反应器中发生分布良好的流光放电等离子体。交直流叠加电源的开发,使得等离子体发生装置不再受制于脉冲电源所需要的高频高压开关器件,等离子体电源的大规模工业应用成为可能。（2）采用分区湿式反应流程,将氨对二氧化硫的热化学吸收过程与等离子体自由基参与的链反应过程在不同的空间进行。分区湿式反应流程使二氧化硫的吸收主要在热化学反应区进行,而在等离子体反应区完成残余二氧化硫的强化吸收、亚硫酸铵氧化、控制氨逸出以及除酸雾的过程。（3）采用等离子体液相氧化高浓度的亚硫酸盐,将四价硫氧化为六价硫。在化学吸收区,吸收液反复循环,大部分的S02通过与NH3的快速结合从气相进入液相,使生成液的亚硫酸盐浓度达到摩尔量级,再将高浓度亚硫酸盐溶液进行等离子体氧化处理,放电功率集中作用于高浓度的亚盐溶液,因此显著提高氧化速度,降低能耗。通过半工业规模烟气试验,浓度1～3mol·L-1的亚硫酸铵溶液,等离子体一次作用氧化率达20%-60%,摩尔能耗低于20Wh·mol-1,... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
序
1 绪论
    1.1 课题研究目的和意义
    1.2 课题研究背景综述
        1.2.1 烟气脱硫概述
        1.2.2 等离子体技术及其应用
        1.2.3 等离子体烟气脱硫脱硝技术的发展
    1.3 课题研究内容
2 非热等离子体烟气脱硫动力学理论
    2.1 电晕等离子体特性
        2.1.1 电晕放电机理
        2.1.2 流光放电等离子体的产生
    2.2 等离子体烟气脱硫动力学理论
        2.2.1 非热等离子体烟气脱硫的气相反应
        2.2.2 非热等离子体烟气脱硫的气液复相反应
    2.3 非热等离子体烟气脱硫气液复相反应的模型
        2.3.1 非热等离子体烟气脱硫的反应机制
        2.3.2 流光放电等离子体烟气脱硫气液复相反应模型
3 实验装置及分析方法
    3.1 实验装置的建立
        3.1.1 技术路线及实验流程
        3.1.2 装置说明
    3.2 测量分析方法
        3.2.1 电学参数的测量
        3.2.2 化学试剂及分析方法
        3.2.3 气相和液相组分的分析测定
4 AC/DC电源流光放电特性实验研究
    4.1 AC/DC电源
        4.1.1 直流电源工作原理
        4.1.2 交流电源工作原理
        4.1.3 交直流叠加电路原理
    4.2 电源实验结果及波形分析
        4.2.1 直流电源波形分析
        4.2.2 交流电源波形分析
        4.2.3 交直流叠加电源波形分析
    4.3 AC/DC电源功率计算
    4.4 AC/DC电源下不同电极形式的放电模式
        4.4.1 球型电极电晕放电模式
        4.4.2 尖—板电极电晕放电模式
        4.4.3 锯齿线—板电极电晕放电模式
    4.5 湿式线-板等离子体反应器
        4.5.1 线-板等离子体反应器
        4.5.2 线-板反应器放电特性
        4.5.3 电极间距和齿距的影响
        4.5.4 等离子体反应器的优化
    4.6 小结
5 流光放电等离子体烟气脱硫实验研究
    5.1 湿法流程
        5.1.1 氨法脱硫基本原理
        5.1.2 实验流程说明
        5.1.3 反应器热流平衡与物流平衡
    5.2 试验结果分析
        5.2.1 主要作用因素对脱硫性能的影响
        5.2.2 生成液pH值和盐浓度变化
        5.2.3 尾气氨逸出控制
        5.2.4 脱硫副产物
        5.2.5 试验结果
    5.3 小结
6 流光放电气-液复相氧化亚硫酸铵
    6.1 实验装置和方法
        6.1.1 亚盐溶液的分体氧化
        6.1.2 流光放电氧化机理
    6.2 实验结果和讨论
        6.2.1 自氧化率和放电氧化率
        6.2.2 浓度对放电氧化的影响
        6.2.3 放电氧化循环次数的影响
        6.2.4 能量密度对氧化的影响
        6.2.5 pH值对氧化的影响
        6.2.6 传质效率的影响
        6.2.7 盐效应
    6.3 气-液复相反应的实验验证
    6.4 小结
7 AC/DC流光放电等离子体脱除NO
    7.1 实验装置和方法
    7.2 线-筒反应器放电特性
    7.3 实验结果及讨论
        7.3.1 脱硝基本原理
        7.3.2 脱硝效果与能量密度
        7.3.3 水、NH_3和SO_2对脱硝效果的影响
    7.4 小结
8 结论
9 参考文献
附录A
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]流光放电等离子体氨法烟气脱硫工艺[J]. 胡小吐,姜学东,朱天乐,王毅,邱瑞昌,张鸿迪,李瑞年,阎克平.  化工学报. 2007(04)
[2]流光放电等离子体液相氧化亚硫酸铵[J]. 胡小吐,王毅,朱天乐,姜学东,李瑞年.  物理化学学报. 2007(03)
[3]电晕-吸收法治理NOx废气技术[J]. 黄立维,松田仁树.  化工学报. 2004(06)
[4]气体放电法氧化高浓度亚硫酸盐[J]. 任家荣,刘霁欣,李瑞年,尉继英,赵璧英,谢有畅.  物理化学学报. 2004(06)
[5]脉冲电晕等离子体烟气脱硫工业试验研究[J]. 赵君科,王保健,任先文,朱祖良.  中国工程科学. 2002(02)
[6]高浓度亚硫酸铵氧化反应过程研究[J]. 李伟,周静红,肖文德.  华东理工大学学报. 2001(03)
[7]大气OH自由基浓度的测定[J]. 任信荣,邵可声,缪国芳,唐孝炎.  中国环境科学. 2001(02)
[8]3000 m3/h 烟气脱硫试验系统的设计与运行[J]. 张彦彬,王宁会,吴彦.  大连理工大学学报. 1997(05)
[9]含水烟气脉冲放电脱硫脱硝的研究[J]. 赵志斌,吴彦,王宁会,王荣毅.  大连理工大学学报. 1996(04)

博士论文
[1]电子束脱硫关键技术与工艺研究[D]. 毛本将.中国工程物理研究院 2004



本文编号：3519559