氧活性粒子注入煙氣資源化脫硫脫硝研究來自
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作者：
潘巧媛摘要：
本論文結(jié)合國家高技術發(fā)展計劃項目(863項目)“羥基自由基氧化煙氣脫硫脫硝技術”(編號2008AA062317)和中華環(huán)?；饡椖俊傲u基自由基氧化脫除燃煤煙氣二氧化硫、氮氧化物并生成酸的綠色方法”(編號CEPF200812313),針對煙氣脫硫脫硝過程中存在的二氧化硫和氮氧化物氣相氧化難題,圍繞大氣壓強電離放電規(guī)模高效制取羥基自由基以及羥基自由基氧化脫硫脫硝兩大關鍵問題進行了研究,提出了一種大氣壓強電離放電制取氧活性粒子注入煙氣資源化脫硫脫硝方法。 利用大氣壓強電離放電物理手段,將水蒸氣和氧氣電離、離解生成O_3、O_2~+、H_2O~+、H_2O_2等氧活性粒子,注入煙氣后經(jīng)過一系列等離子體化學反應生成以羥基自由基為主體的強氧化活性物質(zhì),實現(xiàn)高效氧化脫除煙氣中二氧化硫和氮氧化物,最終副產(chǎn)物為硫酸和硝酸。 應用氣體放電物理、等離子體化學、宏觀動力學等理論和方法,闡明了氧活性粒子的形成及其注入煙氣中轉(zhuǎn)化為羥基自由基的等離子體化學反應機制,探討了羥基自由基等活性粒子氧化脫除二氧化硫和氮氧化物的反應過程。根據(jù)氧活性粒子脫硫脫硝原理,設計并構建了實驗系統(tǒng),通過實驗分析了影響二氧化硫和氮氧化物脫除的主要影響因素,初步建立了副產(chǎn)物回收途徑,確立了羥基自由基等活性粒子氧化脫硫脫硝適宜的工藝條件。 研究結(jié)果表明：大氣壓強電離放電制取的氧活性粒子中臭氧和正負離子濃度可達243 g/m~3、2.5×10~(16)/m~3及1.7×10~(16)/m~3。注入煙氣中的臭氧和離子能高效轉(zhuǎn)化為羥基自由基,實現(xiàn)了煙氣中二氧化硫和氮氧化物的單獨脫除和同時脫除。單獨脫除時,脫硫率和脫硝率分別可達90%和100%；同時脫除時,脫硫率和脫硝率分別達68%和100%；硫酸和硝酸回收率分別可以達68.7%和77.1%。 本論文利用大氣壓強電離放電解決了高濃度氧活性粒子的制取難題,采用羥基自由基氧化解決了二氧化硫和氮氧化物氣相氧化的難題。提出的氧活性粒子注入煙氣脫硫脫硝方法具有脫除率高、不涉及濕法引入、無催化劑、無吸收劑等特點,為資源化脫硫脫硝提供了一個新方法。
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關鍵詞：
氧活性粒子 羥基自由基 大氣壓強 電離放電 脫硫脫硝 注入煙氣
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