介质阻挡放电脱硫脱硝的化学反应动力学模拟

摘要

近年来,介质阻挡放电等离子体烟气脱硫脱硝技术因其能耗低、脱除效率高而被认为是目前最有前途的新一代技术。介质阻挡放电中的微观机理直接影响着烟气脱硫脱硝率,本文对此进行了化学反应动力学分析,建立了介质阻挡放电脱硫脱硝的化学反应动力学简化模型,并以Matlab软件作为辅助工具进行了数值计算。论文分析了单脉冲下不同气体体系中主要自由基和活性粒子浓度随时间、气体体积浓度的演变,研究了多脉冲下NO/SO2/N2/H2O/O2系统中的O2浓度、H2O浓度、脉冲输入能量、脉冲频率对脱硫脱硝的影响;模拟典型烟气成分,对直接影响脱硫脱硝率的O、OH自由基做了进一步的分析。模拟结果与文献进行了对比,两者吻合较好,验证了模型的合理性,为介质阻挡放电脱硫脱硝的实际应用提供了一定的理论参考和依据。

目录

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 低温等离子体脱硫脱硝技术国内外研究概况

1.2.1 电源类型

1.2.2 反应器结构型式

1.2.3 化学反应动力学

1.2.4 等离子体检测技术

1.2.5 添加剂和催化剂的影响

1.3 介质阻挡放电技术研究现状

1.4 本课题的研究内容

第二章 介质阻挡放电脱硫脱硝化学反应动力学分析

2.1 介质阻挡放电同时脱硫脱硝的微观机理

2.1.1 介质阻挡放电脱硫脱硝基本过程

2.1.2 自由基和活性粒子的生成

2.2 NO 和 SO_2的脱除路径

2.3 本章小结

第三章 介质阻挡放电脱硫脱硝化学反应动力学模型

3.1 模型假设

3.2 模型建立

3.3 数值模拟方法

3.4 本章小结

第四章 模拟结果与分析

4.1 介质阻挡放电单脉冲下活性粒子浓度的研究

4.1.1 NO/N_2系统活性粒子浓度的变化

4.1.2 NO/O_2/N_2系统活性粒子浓度的变化

4.1.3 NO/H_2O/N_2系统活性粒子浓度的变化

4.1.4 NO/SO_2/N_2系统活性粒子浓度的变化

4.1.5 NO/SO_2/O_2/N_2系统活性粒子浓度的变化

4.1.6 NO/SO_2/H_2O/N_2系统活性粒子浓度的变化

4.2 介质阻挡放电多脉冲下脱硫脱硝研究

4.2.1 O_2体积浓度变化对脱硫脱硝的影响

4.2.2 H_2O 体积浓度变化对脱硫脱硝的影响

4.2.3 脉冲输入能量对脱硫脱硝的影响

4.2.4 脉冲频率对脱硫脱硝的影响

4.3 本章小结

第五章 模拟烟气中 O 和 OH 自由基浓度的变化

5.1 计算结果验证

5.2 模拟初始条件

5.3 模拟结果分析与讨论

5.3.1 O 和 OH 自由基浓度随时间的演变

5.3.2 O 和 OH 自由基浓度随水蒸气体积含量的演变

5.3.3 O 和 OH 自由基浓度随氧气体积含量的演变

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况