非热放电与化学吸收结合废气脱硝实验研究

摘要

NOx是船舶柴油机排放废气中对生态环境危害最大的空气污染物之一。NOx具有生理刺激性，可引起人肺部损害，NOx过多排放会引发酸雨与光化学烟雾。现有废气排放脱硝技术有废气再燃烧法、催化还原法、等离子体脱硝法等，单一使用这些方法都存在一些缺陷。本文提出一种物理与化学相结合的废气处理技术，即非热放电(non-thermal plasma)与化学吸收结合废气脱硝技术。在结合实验室前期非热放电研究的基础上，采用针阵列对板电晕放电方式，建立模拟废气脱硝的实验装置。
　　 本文首先以一定流量含NO的模拟废气为处理对象，实验研究针阵列对板正电晕放电预氧化NO。考察能量密度、NOx初始浓度、相对湿度和电极间距等因素对NO预氧化的作用，总结出针阵列对板正电晕放电预氧化NO的主要结果，并确定其运行规律。
　　 其次，改变高压电源极性，研究针阵列对板负电晕放电中，能量密度、相对湿度和电极间距对NO预氧化的作用。对正/负电晕放电预氧化NO的实验结果做比较，选取最佳预氧化放电方式及运行条件。
　　 最后预氧化后气体经Na2SO3溶液鼓泡化学吸收，在不同NO2初始浓度条件下，考察H2O及Na2SO3溶液对NO2的吸收效率及产物分析，并探究反应机理。
　　 由实验结果和理论分析得到，废气脱硝最优放电方式是针阵列对板正电晕放电;针板放电电极间距宜较窄，约为15mm;预氧化时相对湿度宜较低，小于20％;采用Na2SO3溶液为吸收剂。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景

1．2 NOx危害

1．3 船舶柴油机NOx排放规范

1．4 NOx成因及生成影响因素

1．4．1 NOx成因

1．4．2 NOx生成影响因素

1．5 船舶柴油机NOx排放控制技术

1．5．1 燃油乳化(Water-in-fuel Emulsion)

1．5．2 优化柴油机结构参数和运行参数

1．5．3 湿空气动力系统(HAM-Humid Air Motors)

1．5．4 CASS技术(Combustion Air Saturation System)

1．5．5 DWI技术(Direct Water Injection)

1．5．6 选择性催化还原法(SCR-Selective Catalytic Reduction)

1．5．7 等离子体脱硝研究进展

1．6 研究目标及内容

1．6．1 研究目标

1．6．2 研究内容

第2章 实验装置

2．1 实验工艺流程

2．1．1 模拟废气配气系统

2．1．2 预氧化系统

2．1．3 化学吸收系统

2．2 实验装置及测试系统

2．2．1 实验装置

2．2．2 模拟废气测试

2．2．3 硝酸盐及亚硝酸盐测试

第3章 针阵列对板正电晕放电预氧化NO实验研究

3．1 放电能量密度作用

3．2 NOx初始浓度作用

3．3 相对湿度作用

3．4 电极间距作用

3．5 小结

第4章 针阵列对板负电晕放电预氧化NO实验研究

4．1 放电能量密度作用

4．2 相对湿度作用

4．3 电极间距作用

4．4 放电极性作用

4．5 小结

第5章 钠碱法脱硫废液化学吸收脱硝

5．1 水吸收NO2

5．2 Na2SO3溶液吸收NO2

5．3 产物及机理分析

5．3．1 水吸收反应机理

5．3．2 Na2SO3溶液吸收反应机理

5．4 小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

研究生履历