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《大连理工大学》 2005年
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脉冲放电烟气脱硫反应器研究及设计

董冰岩  
【摘要】:脉冲流光放电烟气脱硫脱硝技术是目前具有广阔应用前景的干式脱硫脱硝方法。本论文主要在理论和实验上对线-板式脉冲流光放电烟气脱硫脱硝反应器进行了结构优化,进一步降低反应器能耗,提高脱硫脱硝效率。主要研究内容及结论如下: 1.在分析脉冲流光电晕放电机理的基础上,进行了线-板式反应器结构电场数值模拟,理论优化了反应器结构配置。数值模拟显示增大放电线直径可以提高线板间的平均电场强度:线线间距选择范围为0.6-1倍线板间距时反应器电场符合流光的形成、发展与传播条件,此配置为最优的线板配置。 2.对脉冲流光放电能量做了更深入的研究,提出了减小二次流光能量,提高反应器能量利用率的方法。实验研究了供电电压、反应器的线板电极配置形式(线线间距、线板间距)及脉冲成形电容等影响因素对反应器单次脉冲能量、二次流光能量及能量利用率的影响。升高电压,增大脉冲成形电容,反应器单次脉冲能量增大,二次流光能量增大,能量利用率降低:增大线板间距可以抑制二次流光放电,降低二次流光能量;最佳线板配置时(线线间距为线板间距的0.6-1倍),反应器单次脉冲能量较大,二次流光能量较小,能量利用率达到最大。 3.在室温常压下对空气中脉冲流光放电N_2(С~3П_u→В~3П_g)进行了发射光谱诊断,得到了线-板式反应器内的高能电子密度的空间分布。线-板反应器内高能电子密度分布与反应器内静电场分布相似,高能电子主要集中在放电线附近的高电场区内:线板电极配置对高能电子空间分布有一定影响,在最佳线板配置下(线线间距为线板间距的0.6-1倍),反应器内高能电子分布较为均匀,放电空间被充分利用。 4.实验研究了脉冲电压沿放电线变形及脉冲能量沿放电线传输、衰减的规律。脉冲电压沿线传输时,电压波形发生衰减、变形,随着传输距离的增大,脉宽增大,前沿上升时间增大;脉冲电压峰值开始衰减较快,然后衰减趋于平缓,在放电线末端电压峰值又重新升高。增大电压、脉冲成形电容、放电线直径,沿线脉冲能量的衰减速度增大;当放电线长度小于20m时,脉冲能量呈线性衰减。放电线越短,能量衰减的越快。最后,对沿线放电强度进行的光谱测试结果不仅验证了脉冲能量衰减规律,并得出放电线最大长度控制在10m范围内可提高放电线注入反应器的有效能量。 5.在处理烟气流量为200Nm~3/h的反应器上进行了模拟烟气脱硫实验研究,进一步验证了线板电极配置优化研究结果。SO_2初始浓度为2000ppm时,在最佳线板配置下,反应器脱硫效率可达85%,能耗只有16.7eV/moleculeSO_2(3.5Wh/Nm~3)。在上述工作的 脉冲放电烟气脱硫反应器研究及设计 基础上,设计了处理风量为1护Nm3爪脉冲流光放电烟气脱硫脱硝反应器。 关键词:脉冲流光放电烟气脱硫脱硝线板配置二次流光能量利用率反应器
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:X701.3

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