两种直流电晕放电烟气脱硫方法研究

论文摘要

电晕放电等离子体烟气脱硫技术被认为未来有研发潜力和应用前景的烟气治理技术之一。基于脉冲放电等离子体烟气脱硫技术面临的问题，本论文应用负直流电晕放电／水吸收协同、直流电晕放电添加氨气两种脱硫方法开展了相关研究，目的是为直流电晕放电烟气治理技术研究提供参考。主要研究两种方法的脱硫效果与影响因素关系，并对实验结果进行讨论，得到研究结果如下：（1）负直流电晕放电和水吸收对烟气脱硫有协同效应，提高了脱硫效果；单独放电或水吸收的脱硫效率都很低，而水吸收和放电共同作用时，脱硫效率大幅度提高；负直流电晕放电和水吸收协同改善了吸收液中硫酸根离子成分含量，使SO42-离子浓度增加；模拟烟气从高压放电电极中心注入，使烟气全部受到电晕放电作用，提高脱硫效果；脱硫效率随着放电电压和处理时间的增加而增加。当烟气流量为0.1Nm3／h，烟气停留时间约为7s，电压为13kV，SO2初始浓度为430×10-6时，脱硫效率可达90％以上，能量效率为3Wh／Nm3左右。（2）直流电晕放电添加氨气具有脱硫效果，脱硫效率随着电压增加、处理时间、氨硫摩尔计量比的增加而提高，当烟气流量为15Nm3／h，SO2初始浓度为1500×10-6，烟气温度约为70℃，水蒸气含量约为7.5％，NH3与SO2摩尔比为2∶1左右，正电源供电，脱硫效率可达80％以上，此时能量效率为3.5Wh／Nm3。（3）比较两种方法的脱硫效率，负直流电晕放电和水吸收协同方法脱硫效率高，但是这种方法与电晕放电氨气添加方法相比，处理小气量的气体污染物比较合适。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 二氧化硫的来源和危害
• 1.2 烟气脱硫技术的分类和发展
• 1.2.1 燃烧前脱硫
• 1.2.2 燃烧中脱硫（炉内脱硫）
• 1.2.3 燃烧后脱硫
• 1.3 等离子体烟气脱硫的发展和现状
• 1.4 本文的选题和主要研究内容
• 1.4.1 选题背景
• 1.4.2 研究内容
• 2 直流电晕放电烟气脱硫机制
• 2.1 电晕放电原理
• 2.2 不均匀电场中的电晕放电
• 2.2.1 正极性不均匀电场电晕放电
• 2.2.2 负极性不均匀电场电晕放电
• 2.3 负直流电晕放电协同液体吸收烟气脱硫机理
• 2.4 直流电晕放电氨气脱硫机理
• 2.4.1 自由基产生的机理
• 2的去除反应机理'>2.4.2 SO₂的去除反应机理
• 3 实验方法
• 3.1 测试仪器
• 3.2 产物分析方法
• 3.2.1 硫酸盐的测定
• 3.2.2 亚硫酸盐的测定
• 3.3 计算方法
• 4 负直流电晕放电协同水吸收烟气脱硫
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验装置
• 4.1.2 实验方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 反应器结构研究
• 4.2.2 反应器放电特性
• 4.2.3 放电协同水吸收对脱硫效率的影响
• 2初始浓度对脱硫效率的影响'>4.2.4 SO₂初始浓度对脱硫效率的影响
• 4.2.5 电压对脱硫效率的影响
• 4.2.6 停留时间对脱硫效率的影响因素
• 4.2.7 吸收液中电导率和pH分析
• 4.2.8 吸收液中酸根离子浓度分析
• 4.3 气—水界面电动效应
• 4.4 电子风对气—水界面的扰动
• 4.5 本章小结
• 5 电晕放电添加氨气烟气脱硫
• 5.1 实验装置与测试仪器
• 5.1.1 实验设备
• 5.2 实验材料及实验方法
• 5.3 实验结果与讨论
• 5.3.1 电源极性对脱硫效率的比较
• 2脱除效率的影响'>5.3.2 烟气流量对SO₂脱除效率的影响
• 2脱除效率的影响'>5.3.3 温度对SO₂脱除效率的影响
• 5.3.4 水蒸气含量对脱除效率的影响
• 2初始浓度对脱硫效率的影响'>5.3.5 SO₂初始浓度对脱硫效率的影响
• 3与SO₂的计量比对脱硫效率的影响'>5.3.6 NH₃与SO₂的计量比对脱硫效率的影响
• 5.3.7 电源极性对产物收集效果影响
• 5.3.8 放电特性及能量效率研究
• 5.4 脱硫副产物分析
• 5.5 本章小结
• 6 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢