介質(zhì)阻擋放電脫除氮氧化物的實(shí)驗(yàn)研究和動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、燃煤電廠生產(chǎn)的氮氧化物(NOx)不僅嚴(yán)重地污染了大氣環(huán)境，還危害人類(lèi)的身體健康，NOx的脫除成為環(huán)保的最大挑戰(zhàn)之一。為了達(dá)到更高效、環(huán)保的脫除NOx的目的，很多新興技術(shù)被運(yùn)用到脫除NOx的領(lǐng)域。介質(zhì)阻擋放電法(DBD)作為一種等離子體技術(shù)，在脫硝領(lǐng)域越來(lái)越受到人們的重視。本文主要對(duì)介質(zhì)阻擋放電脫除NOx進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和動(dòng)力學(xué)分析。主要內(nèi)容如下:
　　(1)為了優(yōu)化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，探究了DBD反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)NO脫除的影響，分別包括:電極

2、接入方式，反應(yīng)器間氣體間隙大小，介質(zhì)層材料，內(nèi)電極材料和內(nèi)電極形狀等。在同軸反應(yīng)器中，電極接入方式的改變對(duì)NO脫除效率沒(méi)有影響，但外電極接高電壓會(huì)導(dǎo)致?lián)舸╇妷焊?。反?yīng)器內(nèi)的氣體間隙減小，會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度的增大，產(chǎn)生更多的高能電子，促進(jìn)了活性自由基的生成，提高了NO脫除效率。當(dāng)介質(zhì)層材料的介電常數(shù)增大時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)的折合場(chǎng)強(qiáng)增大，提高了活性自由基的產(chǎn)量，并且能減小反應(yīng)器整體的阻抗，提高了氣體放電的電流，有利于活性自由基的生成，最終提高了NO

3、的脫除效率。用鎢棒，銅棒和不銹鋼棒為內(nèi)電極，能量密度為440 J/L時(shí)，NO的脫除效率分別為71％、60％和52％。齒狀電極更有利于氣體的擊穿，促進(jìn)NO的脫除。
　　(2)分析了氧氣、水分、甲烷、乙炔、乙烯、二氧化碳、二氧化硫等氣體對(duì)DBD脫除NO的影響。O2的加入，使NO主要氧化成NO2。烴類(lèi)（甲烷、乙炔、乙烯）的加入，使得NO的脫除效率增大，乙烯的促進(jìn)作用最大。由于CO2是電負(fù)性分子，阻礙了NO的脫除。相對(duì)濕度為30％時(shí)，NO

4、脫除效率開(kāi)始上升，當(dāng)相對(duì)濕度增大到60％和90％時(shí)，NO脫除效率逐漸下降，擊穿電壓隨著氣體的相對(duì)濕度的增大而增大。在較低能量密度下，SO2的加入對(duì)NO的脫除有一定的抑制作用，在較大能量密度下，抑制不明顯。
　　(3)研究了氣體溫度對(duì)NO脫除的影響。當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體折合場(chǎng)強(qiáng)增大，使氣體分子的離解速率增大，當(dāng)折合場(chǎng)強(qiáng)從50 Td增大到150 Td，電子的平均能量會(huì)增大2.3倍。在NO/N2系統(tǒng)中，溫度升高時(shí)，NO脫除效率稍微增加。在

5、NO/N2/O2系統(tǒng)中，溫度的升高促進(jìn)了O3的分解，導(dǎo)致NO脫除效率降低。在加入烴類(lèi)(NO/N2/O2/CH4、NO/N2/O2/C2H2、NO/N2/O2/C2H4)的體系中，溫度升高，活性自由基的數(shù)量增大，且脫除NO的主要反應(yīng)的速率增大（主要是HO2與NO的反應(yīng)），促進(jìn)了NO的脫除。在NO/N2/O2/C2H4/H2O體系中，升高氣體溫度更有利于NO的脫除。
　　(4)建立等離子體反應(yīng)模型，分析了N2/NO、N2/NO/O2、