论文部分内容阅读
目前应用的燃煤烟气脱硫脱硝技术主要为湿法脱硫与SCR/SNCR法等的联用,这些方法普遍存在工艺设备复杂、占地面积大、产生二次污染等问题,且NOx脱除率要低于SO2。针对这些问题,本文以臭氧氧化联合还原性碱液吸收的方法,实现烟气中NOx的高效脱除。为探究氧化吸收法烟气脱硝过程中NOx的脱除机理,本文以碱液吸收净化烟气为背景,以沿面放电低温等离子体作为O3源,将模拟烟气中的NO氧化为NO2,再以还原性碱液NaOH-Na2SO3作为吸收液对NO2进行吸收脱除,然后通过分析计算结果,确定NO2脱除过程的主要反应。本文考察了沿面放电O3注入氧化NO以及NO2液相吸收过程的实验效果以及反应条件的影响,并对液相吸收过程中NO2脱除的反应机理进行了分析。主要内容和结果如下:(1)采用螺线管式沿面放电臭氧发生装置,考察了螺环间距和线径对O3浓度的影响,最终确定反应器高压电极采用螺环间距5 mm,线径1 mm的不锈钢弹簧。(2)沿面放电O3注入氧化NO实验中,考察了不同放电电压条件下对应的模拟烟气中的O3浓度、NO脱除率以及NO氧化为NO2的转化率。研究结果表明:模拟烟气中O3浓度在电压从2.4 kV增加到3.0 kV的过程中迅速升高,电压高于3.0 kV时,O3浓度开始缓慢降低。电压为2.6 kV时,模拟烟气中O3/NO摩尔比为1.1,此时NO脱除率达到91%,NO氧化为NO2的转化率为85%;当O3/NO摩尔比值大于1.1时,NO脱除率随摩尔比值的增大保持稳定,NO氧化为NO2的转化率随该摩尔比值的增大而迅速降低。(3)模拟烟气含水率的增大使得NO氧化为NO2的转化率有所下降,在放电电压为2.52.8 kV范围内,影响作用较明显;在该实验中,停留时间的增长对NO氧化脱除的影响作用并不明显;SO2的存在以及反应温度的升高使得NO的转化率有所下降。(4)以质量分数0.1%的NaOH与质量分数1%的Na2SO3的等体积混合溶液作为吸收液时,NO2脱除率为97%。吸收液中NaOH质量分数的变化对NO2吸收脱除过程影响较小,Na2SO3质量分数的提高能够促进NO2的吸收脱除;NO2脱除率随吸收液pH值增大而升高,随吸收液温度和模拟烟气含氧量的升高而减小。吸收过程中存在两种反应机理,一是NO2溶于水,并与溶液中SO32-离子反应,产物包括SO42-、NO3-和NO2-离子;另外一种则是NO2与SO32-之间发生氧化还原反应,产物为SO42-离子和N2。吸收液中反应产物的测定和计算结果表明,以NaOH-Na2SO3作为吸收液时,NO2主要通过与SO32-离子之间的氧化还原反应这一途径进行脱除。