放电低温等离子体烟气脱硫反应器研究.doc

放电低温等离子体烟气脱硫反应器研究
一电晕放电氨气、水蒸气活化烟气脱硫和脉冲放电电极配置研究
计:学位论文:66页
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论文完成日期:2004年3月3日
评阅人:
指导教师:
李杰副教授
教研室主任:
李国锋副教授
系主任:
吴彦教授
论文答辩日期:2004年3月17日
摘要
由于脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫脱氮工艺具有传统方法所不具有的优点,因而
成为近年来中外学者研究的热门课题之一。但大功率高压脉冲电源和烟气脱硫的能量效
率是制约此技术工业应用的两个主要原因,因此本文进行了直流电晕放电氨气、水蒸气
活化的烟气脱硫实验和脉冲放电脱硫反应器电极结构的优化配置研究。实验研究了直流
电晕放电过程中离子电流和OH自由基生成的影响因素和直流电晕放电氨气和水蒸气活
化烟气脱硫效率的影响因素,得到了设计直流电晕放电氨气、水蒸气同时活化的烟气脱
硫反应器所需的数据和参数;同时,研究了脉冲放电烟气脱硫反应器的电极结构对一次
流光能量、峰值电压等的影响,得到一些有用的结论。本文主要的实验结论如下:
,离子电流随活化电压的升高而增大;测试装置风速约
为0. 5m/s时,气流中的离子数目衰减一半的距离约为9cmo

由基的数量。在本实验条件下,二氧化硫浓度为2000ppm,空气湿度为4. 7% (w%),活化
电极注入功率为1. 9W-2. 9W时,测得的OH自由基数量级为10''/cm`o
3,针直径、水蒸气和氨气影响活化电极的放电特性。针直径减小和活化电压升高
增大电晕电流;水蒸气和氨气降低电晕电流。
、氨气和二氧化硫的摩尔比(R),氨气从放电针的喷出速度、烟气停
留时间、湿度等因素影响直流电晕放电氨气活化的烟气脱硫效果。本实验条件下,烟气
脱硫效率随活化电压、R、湿度的增大和烟气停留时间的延长而升高;直流电晕放电氨
气活化时,每根针的喷气速度为0. 13m/s-0. 16m/s比较合适。
、烟气停留时间、水蒸气流量、放电针的内径影响直流电晕放电水蒸
气活化时的烟气脱硫效果。本实验条件下,活化电压升高、烟气停留时间延长提高烟气
脱硫效率;针内径为1mm的活化电极的烟气脱硫效率高于针内径为3mm的活化电极的烟
气脱硫效率;烟气脱硫效率随水蒸气流量增大而升高,水蒸气活化时,每根针的喷气速
度应大于3. 54m/s。
,设计了一台烟气处理量为20000NmA,二氧化硫初始浓度为
2000ppm的直流电晕放电水蒸气和氨气同时活化的烟气脱硫反应器。
,线-
线间距(b)和板一板间距(d)满足关系b /d=0. 4-0. 6时,注入反应器的一次流光脉冲能
量比较大。
关键词:直流电晕放电,氨气活化,水蒸气活化,脱硫反应器,电极结构,放电特性
Abstract
The desulphurization and denitrification process by pulsed discharge plasma technology
has been the recent research focus because of its advantages over traditional treatment
methods for flue gas. But there are two main bottlenecks, the large scale pulsed high-voltage
power and the energy efficiency, restraining the technology for industrial application. So the
desulphurization process utilizing activated ammonia and water vapor by DC corona
discharge and appropriate electrode configuration of pulsed discharge reactor are investigated.
The factors influencing the ions' current and the number of OH radicals produced by DC
corona discharge are investigated, and those influencing