高温烟气中颗粒静电脱除特性的实验研究

研究温度90~450℃条件下静电除尘器的放电特性及除尘特性,分析温度、工作电压、烟气流速及颗粒浓度等关键参数对于颗粒静电脱除效率的影响.结果表明,当温度从90℃上升至450℃,在比收尘面积为46.5m²/(m³·s^-1),粉尘初始浓度约为750mg/Nm³的工况下,颗粒脱除效率均可达到98%以上.随着电压升高,除尘效率不断提高,但其升高趋势逐渐变缓.在相同电压下,随着温度的上升,电晕电流显著增大,强化颗粒荷电,颗粒的脱除效率提高;而在相同电流下,高温下较低的空间场强使得颗粒的驱进速度减小,导致颗粒脱除效率下降.烟气流速提高降低了颗粒的脱除效率,PM_1.0受烟气流速的影响较PM₁₀更为明显.颗粒初始浓度的上升增强了颗粒的碰撞及团聚作用,在一定程度上有利于增强颗粒的脱除效果.     

脉冲电晕放电协同烟气脱硫脱硝试验研究

脉冲电晕放电对PM2.5具有一定的凝并作用,与直流静电除尘器相结合可以提高燃煤电厂烟气中粉尘的脱除效率.基于脉冲电晕放电还可以将烟气中的NO、SO2氧化成NO2、SO3等易吸收的物质成分,与传统的液相吸收洗涤技术相结合可提高NO、SO2的脱除效率.文中进行了脉冲电晕放电协同烟气脱硫脱硝的试验研究,研究了影响NO、SO2转化效率的主要因素.实验结果表明,提高脉冲峰值电压、脉冲频率、脉冲放电电极数目.延长停留时间.降低气体初始浓度有助于提高NO、SO2的转化效率;增加空气湿度可以显著提高SO2的转化效率.在本试验中,当NO、SO2初始浓度为150×10-6左右时,其相应的转化效率可以分别达到70%、90%.     

低温等离子体处理恶臭废气研究

用低温等离子处理恶臭气是一门新兴的技术。通过对典型的恶臭物质硫化氢、乙硫醇、苯、甲苯等恶臭物质的低温等离子脱除试验,结果表明:采用电晕放电形式的低温等离子体处理恶臭废气是可行的,停留时间越长、电压越高脱除效果越好,当停留时间>9s,电压>20kV时恶臭物质的去除率基本>90%,进一步延长停留时间和升高电压,去除效率并不会大幅度提高。低浓度的烷烃背景气体对恶臭的脱除效率基本无影响,高浓度的烷烃背景气体使恶臭物的脱除效率下降,较高浓度氢气的存在也会降低恶臭物的脱除效率,而氧气浓度的提高可以显著提高硫化氢脱除率。     

非热等离子体强化碱液吸收脱除烟气中NO和Hg0的研究

采用正电晕放电产生非热等离子体将模拟烟气中的NO和Hg0氧化成更易吸收的NO2和Hg2+,从而强化其碱液吸收脱除,并考察放电电压及入口SO2和NO浓度对氧化和脱除效果的影响.结果表明,随着电压升高,NO和Hg0的氧化和脱除量增加.当NO浓度为134 mg/m3,放电电压为12.8kV时,吸收塔出口NO和NO2浓度分别为0和69 mg/m3.当Hg0浓度为110 μg/m3,放电电压为13.1 kV时,吸收塔出口Hg0和Hg2+浓度分别为22 μg/m3和11 μg/m3.SO2对Hg0的氧化和脱除具有一定促进效应,且这种效应随SO2浓度提高而增强,但SO2对NO的氧化和脱除影响不大.NO对Hg0氧化有明显的抑制效应,随着NO浓度提高,Hg0氧化和脱除量显著降低.当800 mg/m3 SO2、 134 mg/m3 NO和110 μg/m3 Hg0共存时,对应77 J/L的能量输入,NO和Hg0的脱除率分别为57%和31%.     

用窄脉冲电晕放电方法干脱除烟气中的SO2

采用窄脉冲电源和反应器以及模拟烟气,研究脉冲电晕对SO_2氧化脱除机理和规律.结果表明,正脉冲电晕对SO_2氧化很有效,其能量利用率为64.3g(SO_2)/kWh,烟气能耗为12.8×10~(-3)kWh/m~3;SO_2氧化量仅取决于SO_2吸收的电晕能量,与初始浓度无关;较低温度对SO_2氧化脱除效率的提高及能耗的降低有利;电晕可促进氨对SO_2的脱除;烟气湿度增加对SO_2氧化不利.脉冲电晕放电法于80年代中后期从电子束法发展而来,其脱硫脱硝机理与电子束法基本相同,两者主要区别是后者利用快速上升的窄脉冲电场加速而得到高能电子,形成非平衡等离子体状态,产生大量的活性粒子,而驱动离子的能耗极小,因而较前者能量利     

气相组分对氨吸收同步脱除模拟烟气SO2 和NOx 的影响

在pH值5.9～6.1,吸收液浓度≥1 mol·L-1的条件下,分析了模拟烟气的NOx氧化度、O2和SO2浓度,以及添加液相S(Ⅳ)氧化抑制剂Na2S2O3对SO2、NOx吸收脱除效率的影响.结果表明,氨可高效吸收脱除SO2和NO2,但对NO的吸收脱除效率几乎为0,因此,NO氧化是其吸收脱除NOx的前提.吸收液S(Ⅳ)浓度是影响NO2脱除效率的关键因素,气相O2浓度越高或SO2浓度越低,吸收液S(Ⅳ)浓度降低越快,继而使NO2吸收脱除效率降低越快.通过添加S(Ⅳ)氧化抑制剂S2O23-到吸收液,可在一定程度上抑制其氧化,从而延缓NO2吸收脱除效率的降低.     

蜂窝湿式静电除尘脱除燃煤细颗粒物实验研究

搭建了蜂窝湿式静电除尘实验台,研究了不同清灰方式下湿式静电除尘的放电特性、除尘效率、分级效率.结果发现,喷淋清灰方式对颗粒物脱除效率最高,溢流清灰方式其次.为了避免喷淋产生的水雾对除尘效率的不稳定影响,着重研究了溢流清灰方式下,湿式静电除尘器比收尘面积、运行电压、烟气初始浓度对除尘效率的影响.研究表明,提高比收尘面积和运行电压均可使除尘效率增加,通过观察颗粒物分级脱除效率发现,粒径段在0.5~1μm之间的颗粒物脱除效率较低.当烟气含尘浓度达到较高值(442.85 mg·m~(-3))时,除尘器仍可保持较高的除尘效率.     

滤料负载活性焦脱汞的实验研究

通过固定床试验,分别研究了氟美斯、华博特、PPS 3种不同性能滤料负载粉状活性焦脱汞的效率,以及经实验优选得到的HBT滤料负载粉状活性焦脱除汞的实验研究。结果表明:滤料负载粉状活性焦的脱汞效率高于其单独脱汞效率;其中单独活性焦和华博特负载活性焦的脱除效率分别为51%和62%。同时,华博特滤料负载活性焦对汞的联合脱除效率受反应温度、汞蒸气入口浓度、氧气含量等因素的影响,吸附反应温度越高,脱除效率越低;汞蒸气入口浓度的提高并不一定能提高华博特滤料负载活性焦的脱汞效果;在烟气中通入氧气后能大幅度的提升脱除汞的效率,并且随着氧气含量的增加,脱除汞的效率也随之增加。     

钙基吸收剂液相氧化法协同脱硫脱硝试验

采用CaCO3作为吸收剂,利用单隔板喷射鼓泡实验装置研究了NaCl02作为氧化剂的协同脱硫脱硝效果,并与KMnO4进行了对比.考察了不同试验条件对NO和SO2脱除效率的影响.实验结果表明,同等条件下NaClO2的脱硫脱硝效果优于KMnO4;低pH值有利于NaClO2氯化脱硝,但对于KMnO4氧化脱硝,pH值无明显影响;提高SO2浓度或降低NO浓度均可提高NO脱除效率,NaClO2的氧化脱硝特性较KMnO4显著;提高氧化剂加入量和喷射管浸没深度均可以提高脱硫脱硝效率.     

燃煤PM2.5相变脱除实验研究

实验研究了添加蒸汽和雾化水2种不同烟气调节方式下,操作参数对燃煤可吸入颗粒物凝结长大脱除特性的影响.用电称低压冲击器(ELPI)实时测量脱除前后颗粒数浓度和粒径分布情况.结果表明,蒸汽在颗粒表面凝结能有效促进燃煤PM2.5的脱除;颗粒的分级脱除效率随粒径的增大呈上升的趋势,特别是对于粒径<0.3 μm的颗粒,当蒸汽添加量为0.1 ks/m3,随粒径从0.03μm增加到0.3μm,脱除效率提高了60%以上;添加蒸汽时,脱除效率与调节室入口烟气温度无关;而添加雾化水,脱除效率则随调节室人口烟气温度的升高而显著增大,温度从136℃升高到256℃,脱除效率提高了30%以上.烟气温度较高时,利用雾化液滴的蒸发能替代添加蒸汽实现燃煤PM2.5的高效脱除.     

Decomposition characteristics of toluene by a corona radical shower system

Non-thermal plasma technologies offer an innovative approach to decomposing various volatile organic compounds(VOCs). The decomposition of toluene from simulated flue gas was investigated using a pipe electrode with nozzles for the generation of free radicals. Corona characteristics and decomposition of toluene were investigated experimentally. In addition, the decomposition mechanism of toluene was explored in view of reaction rate. The experimental results showed that the humidity of additional gas has an important effect on corona characteristics and modes and stable streamer corona can be generated through optimizing flow rate and humidity of additional gas. Applied voltage, concentration of toluene, humidity of toluene and resident time are some important factors affecting decomposition efficiency. Under optimizing conditions, the decomposition efficiency of toluene can reach 80%. These results can give a conclusion that the corona radical shower technology is feasible and effective on the removal of toluene in the flue gas.     

UV254nm+185nm光照降解气态甲苯的实验研究

研究了波长为254nm+185nm紫外光照射下,甲苯初始浓度、停留时间、相对湿度、O2浓度等因素对甲苯光降解效率的影响.通过定量UV254nm+185nm光照下体系中O3的产生浓度变化,以及降解过程中中间产物苯和苯甲醛的变化趋势,讨论了甲苯在UV254nm+185nm照射下降解机理.结果表明,甲苯去除率随着O2含量、停留时间的增加而升高;随着初始浓度的增加而降低.与湿度的关系为先急剧升高然后缓慢增加,而后降低,最佳相对湿度在40%~50%.当甲苯初始浓度为16.1mg/m3,O2含量为20%,相对湿度为40%时,体系对甲苯的降解效率为82.2%,降解速率为0.44mg/(m3·s),产生的O3浓度为131.13mg/m3,中间产物苯和苯甲醛的浓度分别为0.086,0.135mg/m3.在反应体系中,甲苯可吸收185nm波长紫外光直接降解,但主要被体系中产生的自由基氧化降解.     

新型介质阻挡放电反应器同时处理废气和废液研究

为了充分发挥介质阻挡放电处理污染物的能力.本研究依据介质阻挡放电降解废气和废液的原理,设计了一种介质阻挡放电同时处理废液和废气的反应器,并对模拟废气甲苯和染料废水进行处理.实验过程中对甲苯和染料废水分别单独处理和两者同时处理的效果进行了比较.结果表明,甲苯在单独处理和同染料废水同时处理时都可达到较高的降解效果,两者同时处理时甲苯的降解效率可达88.6%.并且在甲苯降解效率基本保持不变的情况下,本反应器可以实现对染料废水的同步降解,其中处理50 mg·L-1活性艳蓝60min时,降解率可达95.4%,每小时处理量为35.8 mg.通过同时处理甲苯和染料废水提高了反应器的能量利用效率.     

催化分解法处理臭氧尾气的研究

以活性炭和γ -Al2 O3 为载体制备出负载锰和铜氧化物的用于臭氧尾气处理的催化剂 ,并采用固定床反应器进行分解臭氧尾气的实验研究。实验结果表明 ,活性炭负载锰和铜氧化物的催化剂的性能最好 ,1g催化剂在臭氧初始浓度为2 .5 g/m3 ,反应时间为 0 .0 36s条件下 ,其对臭氧的分解率可达 97.2 %。在相同臭氧初始浓度 ,反应时间为 0 .1s条件下 ,1g催化剂可以连续运转达 98h ,处理臭氧总量为 8.8g ,且湿度对其催化活性影响较大。     

Toluene decomposition performance and NOx by-product formation during a DBD-catalyst process

Characteristics of toluene decomposition and formation of nitrogen oxide(NOx) by-products were investigated in a dielectric barrier discharge(DBD) reactor with/without catalyst at room temperature and atmospheric pressure. Four kinds of metal oxides, i.e., manganese oxide(Mn Ox), iron oxide(Fe Ox), cobalt oxide(Co Ox) and copper oxide(Cu O), supported on Al2O3/nickel foam, were used as catalysts. It was found that introducing catalysts could improve toluene removal efficiency, promote decomposition of by-product ozone and enhance CO2 selectivity. In addition, NOx was suppressed with the decrease of specific energy density(SED) and the increase of humidity, gas flow rate and toluene concentration, or catalyst introduction. Among the four kinds of catalysts, the Cu O catalyst showed the best performance in NOx suppression. The Mn Ox catalyst exhibited the lowest concentration of O3 and highest CO2 selectivity but the highest concentration of NOx. A possible pathway for NOx production in DBD was discussed. The contributions of oxygen active species and hydroxyl radicals are dominant in NOx suppression.     

甲苯的光氧化降解试验研究

以气相甲苯为对象,研究其在波长为254 nm紫外光下的光氧化降解反应.同时,考察了甲苯初始浓度、光强和相对湿度对甲苯转化率的影响,分析了甲苯降解中间产物的生成机理.结果表明,随着甲苯初始浓度的增加,甲苯转化率缓慢下降;随着光照强度的增强,甲苯转化率逐渐增加;而提高相对湿度,甲苯转化率则为先升高后降低.在甲苯降解动力学分析中发现其光氧化降解过程符合伪一级反应动力学,且表观速率常数与光照强度成正比.通过对甲苯降解中间产物的分析,发现随着光照强度的增加,含苯环物质的降解更为充分,乙醇、乙酸等的相对含量逐渐增加,苯甲醇、苯甲醛缩二甲醇等的含量逐渐降低,在此基础上提出了甲苯生成含苯环产物及开环生成2-戊酮等的降解机理.     

放电等离子体降解三氯乙烯

采用2种放电方式和2种反应器对三氯乙烯进行降解,脉冲放电和交流放电均对三氯乙烯有较好的降解效果,且电压越高降解率越大.对脉冲放电,当气体停留时间为15s、三氯乙烯初始浓度1350mg/m³、电压42kV时空腔式反应器对三氯乙烯的降解率接近100%;对交流放电,使用32kV的电压可使降解率达98%,且频率越高降解效果越好.与脉冲放电相比,交流放电的功率消耗量大、能量利用率低,且填充式反应器的能量利用率也低于空腔式反应器.对于空腔式反应器,三氯乙烯降解率达80%时所需的脉冲和交流放电能量消耗分别为4.9W·h/m³和116W·h/m³.     

氨与甲苯SOA形成含氮有机物的影响因素研究

利用自制的烟雾腔系统使臭氧光解产生OH自由基,启动甲苯光氧化产生二次有机气溶胶（SOA）粒子,在不同的实验条件下研究甲苯SOA与氨反应形成的含氮有机物,并采用紫外-可见分光光度计测量反应产物溶液在205和270nm处的吸光度,探究光照时间、甲苯、氨、臭氧浓度和相对湿度等环境因素对含氮有机物形成的影响规律.结果表明,有机酸铵和咪唑类产物的生成浓度随着紫外光照时间的延长,甲苯、氨和臭氧的浓度的增加而逐渐增大.但是当臭氧浓度超过一定值后,光解生成的高浓度OH自由基能够使甲苯光氧化产物变成更多的挥发性化合物,从而不利于含氮有机物的生成.水分子的增加会使臭氧光解产生的OH自由基浓度减少,从而导致有机酸铵和咪唑类产物的生成浓度随着相对湿度的增大而降低.这为研究人为源SOA颗粒中含氮有机物棕色碳的形成提供了实验依据.     

低浓度甲苯的气相光催化降解研究

研究了较低浓度的甲苯在较短停留时间时(17s～83s)的光催化降解,考察了甲苯初始浓度、停留时间、湿度、光源和催化剂载体等因素的影响,并分析了光催化处理降解能力随甲苯负荷的变化.研究表明,在较短停留时间时,甲苯降解率随进口浓度的增大而下降,且停留时间越短,随进口浓度增大而下降的越快;在某一停留时间范围内,甲苯的降解近似遵循一级反应动力学,动力学常数随浓度的增大而增大;低浓度时甲苯的光催化降解受湿度影响较小;低压汞灯为光源时甲苯的光催化降解率显著高于黑光灯为光源时的降解率;涂覆在不锈钢网状上的光催化剂性能随载体目数的增加而提高,但不及涂覆在铝板上的光催化剂.