电晕放电去除湿烟气中NO-%2cx-地研究.pdfVIP

中国工程热物理学会 燃烧学 学术会议论文 编号：034040 电晕放电去除湿烟气中Nox的研究奉 林赫‘，高翔2，骆仲泱2，岑可法2，黄震1，裴梅香1 (‘上海交通大学内燃机研究所， 上海200030 Tel．：021E-mail：1inheOsjtu．edu．crl) (2浙江大学热能工程研究所，杭州310027) 摘要本文研究了直流电晕放电诱导自由基簇射脱除烟气中的NO,(DeNO,)．研究表明：烟气中水蒸汽 对电晕的发展起抑制作用并减小放电电流：水蒸汽为DeNO。过程提供了更多的伽自由基，适当提高烟 气水蒸汽含量可提高DeNO,效率和能量利用效率；烟气湿度在10％～12％范围内时，单位能量脱除的 NO,量最多，超过25．59；DeN仉效率因其在反应器内滞留时间延长而提高．但能量利用效率因此而降低。 关键词：电晕；自由基；NOx；湿烟气 中围分类号：X51l 1前言 非平衡等离子体技术被认为是当前最有前景的烟气治理方法，它不仅能同时脱除烟 beam 气中的s02和NO。，也能降低烟气中其他有害气体的排放”J。电子束辐照(electron irradiation)[2,31、电晕放电(corolla barrier discharge)Ⅳ】、介质阻挡放电(dielectric discharge)16’均可产生非平衡等离子体。 在电子束辐照和脉冲电晕法脱除烟气中NO；的过程(DeNO。)中，电子束或脉冲电晕 直接激活烟道中的烟气，不可避免地会激活烟气中的N2和C02等背景气体，造成能量 生自由基OH。Chang认为，此过程减少了作用在N2和C02分子上的能量消耗，并大 大降低了NH3的排放。Ohkaho和Chang的研究都是在干燥烟气中进行的。 实际燃煤烟气中水分含量可达6％左右(体积百分比)。水蒸汽是电负性较强的气体， 烟气中水分将对放电过程产生重大影响，进而影响NO。的去除，因此，采用放电方法治 理烟气必须考虑烟气中水蒸汽的影响。本文将研究直流电晕诱导自由基簇射脱除湿烟气 中的NO。，考察水蒸汽对NO。去除过程的影响。 2实验装置和实验方法 图1为实验系统图。电源为直流除尘电源。等离子体反应器由有机玻璃制成，内部 尺寸为500×100×lOOmm，并可根据需要作调整。有机玻璃的绝缘性能好，而且便于 肉眼观察放电现象。反应器上下有机玻璃板内壁各粘一块450X80rom的不锈钢片作为 302 应器的中央，接电源正极。电极采用不锈钢材料是因为不锈钢材料耐腐蚀，而且不锈钢 击穿电压的分散性小，击穿场强高。 l一高压电源2一恒温加热器3一热电偶4一湿度计5一反应器 10一千空气 6一喷嘴电极7-N0,分析仪8一气压计9-Nt+NO 1卜恒温加热器增湿装置12-干空气13一Ar+№ 图1实验系统图 成(总流量0)，混合后分成两路，一路进入恒温加热增湿装置，另一路进入一恒温加 热器，但不增湿，两股气流后又重新汇合，进入反应器。Ar+NH，(3蛳的纯度为99．99％， 光分析仪测量。 3实验结果和分析 3．1放电特性的研究 由于放电过程对影响着NO。的去除，因此，本文首先对放电的特性进行研究，考察 各种因素对放电过程的影响。 3．1．1烟气中水分对v-I特性的影响 水分子会吸附电晕中的电子形成移动缓慢的负离子，减少诱发“电子崩”的有效电 子数目，这不仅抬高起晕电压，使放电变得困难，同时还抬高击穿电压，使击穿变得相 对困难，并且减弱放电电流。图2为烟气湿度(1lr