等离子体催化脱硫脱氮及其酸雾的收集

摘要

低温等离子体脱硫脱氮技术是一种新型的大气污染物处理技术.在用于脱除工业过程尾气(SO<,2>和NO<,x>)时,它较许多传统工艺具有更多优点,如反应速度快,能耗低,不易造成二次污染等.作为应用基础研究,该文结合了催化化学脱硫脱氮方法和等离子体方法的优点,研究了等离子体-催化联合脱硫脱氮的效果.由于等离子体和催化反应机理的差异及其相互作用的复杂性,该文进行了大量的实验研究和理论分析,探索SO<,2>和NO<,x>在两种机理作用下的脱除规律.实验采用的等离子体反应器具有圆筒式的结构,利用自制高压脉冲电源供能,在反应器中发生电晕放电并生成大量活性粒子,这些粒子与SO<,2>和NO<,x>分子碰撞并发生各种反应,使之生成易于分离的物质.研究发现,脱除效率与多种因素有关,这些因素包括:电源功率、气体初始浓度、流量、温度、添加剂(H<,2>O)等.实验结果证明,等离子体和催化剂的联合使用加强了气体的反应条件,增加了反应途径,并提高了脱除效率;另外,脱除效率随着电源功率的增加而增加;添加剂的加入可以大大提高脱硫效率,脱氮效率也有所增加;O<,2>的加入对脱硫脱氮有所促进,而且增加了NO<,x>的脱除途径.在气流中有添加剂H<,2>O加入的情况下,反应产物往往以一种酸雾的形式排出,这种产物同样可以被除去.该文自行设计了一种静电增强型纤维除雾器,利用这种装置进行酸雾收集的理论和实验研究.研究发现,收集效果是由多个机理共同作用的结果,当气流速度较低时,静电吸引和扩散是除雾的主要机理;而流速增大时,惯性碰撞和截留作用逐渐增加.另外过滤器总的脱除效率受到多种外界条件的影响.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

§1.1本课题研究背景及意义

§1.2现有的脱硫脱氮技术综述

一、现阶段脱硫技术

二、现阶段脱氮技术

三、氮、硫氧化物的联合脱除技术

§1.3等离子体催化脱硫脱硝

§1.4国内外研究现状

§1.5本课题的研究内容及研究方向

第二章实验设备及实验内容

§2.1引言

§2.2实验装置

一、实验系统

二、脉冲电源

三、等离子体反应器

四、加湿装置

五、温度控制

六、除雾装置

§2.3催化剂理论及制备

一、脱硫脱氮过程催化剂及其分类

二、催化与等离子体的相互促进

三、本实验所用催化剂的选择和配制

第三章等离子体-催化的理论分析

§3.1引言

§3.2低温等离子体

一、低温等离子体

二、气体放电等离子体

三、电晕放电等离子体

四、电晕等离子体脱硫脱氮

§3.3圆筒电极电场的分布

一、没有填充催化剂时的情况

二、当电场间填充了催化剂介质颗粒后的情况

三、多个催化剂介质颗粒存在时电场的计算

第四章等离子体催化脱硫脱氮实验

§4.1引言

§4.2脱硫实验

一、仅有等离子体作用时的SO2脱除规律

二、在等离子体和催化剂共同作用下的S02脱除规律

三、在不同温度下的S02脱除规律

四、在有添加剂的情况下S02的脱除规律

§4.3脱氮实验

一、仅有等离子体作用时的情况

二、等离子体和催化剂同时作用时的情况

三、不同温度条件下的情况

四、加入添加剂后的情况

§4.4联合脱硫脱氮实验

二、02含量8％时的802、NO脱除规律

三、有10％含湿量时的S02、NO脱除规律

第五章酸雾脱除的研究

§5.1引言

§5.2纤维过滤技术概述

§5.3静电增强纤维过滤

一、概述

二、除雾机理

§5.4静电增强过滤器效率的理论和实验研究

一、截留

二、惯性碰撞

三、扩散

四、静电吸引

五、纤维除雾总效率E的计算

六、各种沉降机理下的效率计算

七、实验及理论的总过滤效率

第六章结论

§6.1全文总结

一、脱硫脱硝实验

二、酸雾收集的研究

致谢

参考文献