介質阻擋放電脫除氮氧化物理論與實驗研究.pdf

1、削減燃煤電站中氮氧化物(NOx)排放已經成為全球發(fā)電行業(yè)必須要解決的問題，因為燃煤電站是世界上第二大NOx排放源，而大氣中的NOx嚴重危害環(huán)境以及人類自身的身體健康。目前國內外發(fā)電企業(yè)對NOx排放的主流控制手段是選擇性催化還原(SCR)；然而SCR技術存在著催化劑中毒、氨泄漏、窄溫度工作帶以及費用昂貴等問題。針對SCR的問題，許多新興的NOx控制技術正在研發(fā)，其中本文研究的介質阻擋放電(DBD)脫硝被認為是很有前途的技術之一。本文的主要

2、工作內容如下：
　　 (1)構建了適合于介質阻擋放電的交變電場Boltzmann方程，在此基礎上建立了電離氣體電子碰撞動力學模型。分析了含低濃度NO的NO/N2體系的電子碰撞過程，利用得到的相應的彈性、激發(fā)、電離碰撞截面，計算了常規(guī)DBD反應器內非熱平衡等離子體電子能量分布函數(shù)、離解反應速率、電子平均漂移速度，在此基礎上得出每輸入100 eV電能大約能產生0.346個N自由基原子的結論。
　　 (2)構建了DBD處理氮氧

3、化物的化學反應動力學模型，獲取了含低濃度NO的NO/N2體系的化學反應機理及化學反應控制參數(shù)，與電離氣體電子碰撞動力學模型和NO/N2體系的碰撞截面相結合構建了含低濃度NO的NO/N2體系介質阻擋放電處理氮氧化物計算模型，進行了各個反應速度與輸入能量密度關系計算。計算結果表明：含低濃度NO的NO/N2混氣適于進行反應器設計參數(shù)影響的研究。
　　 (3)搭建了實驗室規(guī)模DBD脫除NOx實驗臺，進行了氣體間隙、電源頻率、反應器長度、

4、氣體流量等因素對DBD脫除NOx影響的研究，結果發(fā)現(xiàn)：理想的反應器長度應與放電功率相匹配；當氣體間隙在1mm及以上時，間隙的改變對NOx脫除的能量效率影響不明顯；當電源頻率在1GHz以下時，頻率的改變對NOx脫除的能量效率影響不明顯；在輸入能量密度相同時，氣體流量變化對NOx脫除效果影響不明顯。
　　 (4)進行了O2、Ar、O3、C2H4等氣體成份對DBD脫除NOx影響的研究，結果發(fā)現(xiàn)：由于N(2D)+O2→NO+O這個生成N