基于气液两相DBD的火电厂NOX废气处理的研究

摘要

氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一，它不仅危害人和动物的健康，而且破坏生态环境。因为火电厂是NOx的主要排放源，所以控制火电厂的NOx排放成为电力行业亟须解决的问题。与传统NOx处理技术相比，低温等离子体技术具有占地面积小、投资少、没有二次污染等诸多优点。目前对于等离子体废气处理领域大多釆用的是板板电极，而本文研究的是常温常压环境下气液两相介质阻挡放电反应器产生的等离子体对NOx的去除效果。
　　因为羟基自由基（OH）在NOx去除过程中起着重要的作用，所以本文釆用发射光谱法对低温等离子体中活性基团的类型及分布特征进行了诊断分析，着重分析了液相成分、峰值电压、电源频率以及相对空气湿度等对OH自由基的影响。主要结论有：OH自由基的光谱强度随着NaOH溶液浓度、峰值电压以及电源频率的增加而增加；OH自由基的光谱强度随着空气相对湿度的增加先增加后减小。相同实验条件下，气液两相介质阻挡放电的OH自由基光谱强度均高于传统板板电极介质阻挡放电，这将有利于NOx的去除。
　　其次，本文研究了峰值电压、气体停留时间、NOx起始浓度、气体流量、NaOH溶液浓度、烟气相对湿度等条件对气液两相介质阻挡放电的NOx去除率和NO2生成量的影响，并对比分析了在相同实验条件下气液两相介质阻挡放电和板板电极的NOx去除率。研究发现：NOx的去除率与峰值电压呈正比，在峰值电压为21kV时达到最大值；NOx的去除率随着气体停留时间的增长而提高，气体停留大于3Os时达到最大值；NOx去除率随着NOx起始浓度、气体流量的增加而减小；NOx去除率随着NaOH浓度的增加而增加，在NaOH浓度为1.5mo1/L是达到最大值；NOx去除率随着烟气相对湿度的增加呈现先增加而后大幅减小的趋势，在相对湿度为50％时NOx去除率达到最大；液相为NaOH溶液的气液两相介质阻挡放电的NO2生成量远远小于传统板板电极。相同实验条件下，气液两相介质阻挡放电对NOx的去除率明显大于板板电极介质阻挡放电。
　　本文的研究成果为气液两相介质阻挡放电在火电厂的脱硝应用提供一定的理论依据和应用价值。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 氮氧化物的去除方法

1.3 低温等离子体技术

1.4 气液两相DBD处理污染物研究现状

1.5 本文的研究目标

1.6 本文的研究内容

2 实验设备和实验方法

2.1实验装置

2.2 实验流程

2.3 气液两相介质阻挡放电电压、电流测量

2.4 光学参数测量方法

2.5 公式定义

3 气液两相介质阻挡放电光谱分析

3.1 液相的加入对羟基光谱强度的影响

3.2 NaOH溶液浓度对羟基光谱强度的影响

3.3 峰值电压对羟基光谱强度的影响

3.4 电源频率对羟基光谱强度的影响

3.5 空气相对湿度对羟基光谱强度的影响

3.6 小结

4 外部实验条件对气液两相DBD处理NOX的影响

4.1气液两相DBD的脱硝机理

4.2 峰值电压对气液两相DBD脱除NOX的影响

4.3 气体停留时间对气液两相DBD脱除NOX的影响

4.4 起始浓度对气液两相DBD脱除NOX的影响

4.5 气体流速对气液两相DBD脱除NOX的影响

4.6 NaOH浓度对气液两相DBD脱除NOX的影响

4.7 空气湿度对气液两相DBD脱除NOX的影响

4.8 小结

5 结论与展望

5.1 本文主要结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文、专利、获奖情况