介質(zhì)阻擋放電脫除氮氧化物理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、削減燃煤電站中氮氧化物(NOx)排放已經(jīng)成為全球發(fā)電行業(yè)必須要解決的問題，因?yàn)槿济弘娬臼鞘澜缟系诙驨Ox排放源，而大氣中的NOx嚴(yán)重危害環(huán)境以及人類自身的身體健康。目前國內(nèi)外發(fā)電企業(yè)對NOx排放的主流控制手段是選擇性催化還原(SCR)；然而SCR技術(shù)存在著催化劑中毒、氨泄漏、窄溫度工作帶以及費(fèi)用昂貴等問題。針對SCR的問題，許多新興的NOx控制技術(shù)正在研發(fā)，其中本文研究的介質(zhì)阻擋放電(DBD)脫硝被認(rèn)為是很有前途的技術(shù)之一。本文的主要

2、工作內(nèi)容如下：
　　 (1)構(gòu)建了適合于介質(zhì)阻擋放電的交變電場Boltzmann方程，在此基礎(chǔ)上建立了電離氣體電子碰撞動力學(xué)模型。分析了含低濃度NO的NO/N2體系的電子碰撞過程，利用得到的相應(yīng)的彈性、激發(fā)、電離碰撞截面，計(jì)算了常規(guī)DBD反應(yīng)器內(nèi)非熱平衡等離子體電子能量分布函數(shù)、離解反應(yīng)速率、電子平均漂移速度，在此基礎(chǔ)上得出每輸入100 eV電能大約能產(chǎn)生0.346個N自由基原子的結(jié)論。
　　 (2)構(gòu)建了DBD處理氮氧

3、化物的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型，獲取了含低濃度NO的NO/N2體系的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理及化學(xué)反應(yīng)控制參數(shù)，與電離氣體電子碰撞動力學(xué)模型和NO/N2體系的碰撞截面相結(jié)合構(gòu)建了含低濃度NO的NO/N2體系介質(zhì)阻擋放電處理氮氧化物計(jì)算模型，進(jìn)行了各個反應(yīng)速度與輸入能量密度關(guān)系計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明：含低濃度NO的NO/N2混氣適于進(jìn)行反應(yīng)器設(shè)計(jì)參數(shù)影響的研究。
　　 (3)搭建了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模DBD脫除NOx實(shí)驗(yàn)臺，進(jìn)行了氣體間隙、電源頻率、反應(yīng)器長度、

4、氣體流量等因素對DBD脫除NOx影響的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：理想的反應(yīng)器長度應(yīng)與放電功率相匹配；當(dāng)氣體間隙在1mm及以上時，間隙的改變對NOx脫除的能量效率影響不明顯；當(dāng)電源頻率在1GHz以下時，頻率的改變對NOx脫除的能量效率影響不明顯；在輸入能量密度相同時，氣體流量變化對NOx脫除效果影響不明顯。
　　 (4)進(jìn)行了O2、Ar、O3、C2H4等氣體成份對DBD脫除NOx影響的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：由于N(2D)+O2→NO+O這個生成N