介质阻挡放电等离子体电热转化特性分析

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1、东南大学硕士学位论文近年米等离子脱硫脱硝技术越来越引起人们的重视。与上述脱硫脱硝方法相比，等离子体烟气脱硫脱硝是一种高效率、低成本的新方法，具有一系列优点，如投资省、产物足高质化肥，不存在废液处理等问题，可同时去除SOz和NOx，操作简单，体积小等，是国际f二公认的最有前途的新一代脱硫脱硝技术。对湿式石灰石一于i膏法+氨接触还原法(SCR)、电子束法和脉冲电晕等离子体法的优缺点比较详见表1．1表1．1三种方法优缺点比较湿式石灰石一石膏法+电子束}去脉冲电晕等离了体法氨接触还原法(SCRl1同时脱除S02及NOx1没需投资小脱除牢高脱除率高2．同

2、时脱除S02及NO×2技术成熟2f。法．无■次污染3干法，无二次污染优点3．可回收副产物化肥4．可回收副产物化肥4占地少5占地少5．负载跟踪能力强l设备投资大1要考虑x线防护1．能耗大2占地面积火2工程实践少2处于开发阶段缺点3产生污水，石膏小用时也需专门处理4，运行费用高§1．2低温等离子体国I勾91,研究发展概况及应用等离子体是不同丁

3、i占

4、、液、气等状态的物质存在的第四种状态，由人量正负带电粒子和中性粒子组成并表现出集体行为的一种准中性物体。等离子体可分为热力学平衡状态等离子体和非热力学平衡状态等离子体。当电子温度R与离子温度T。、中性粒

5、子温度T。相等时，等离子体处于热力学平衡状态，称之为平衡态等离子体(Equilibriumplasma)或者热等离子体(Thermalplasma)，其温度一般在5'103K以上；当T。>>T。时，称为非平衡等离了体(Non—thermalequilibriumplasma)，其电子温度可高达104K以上，而其离子和中性粒子的温度却可低至300—500K。菲平衡等离子体义可称为低温等离子体(Coldplasma)，一般气体放电产生的等离子体属于这一类型““。目前世界上较人规模开展研究的等离子体烟气脱硫脱硝方法主要有电子柬法(EBDS)和脉冲电晕

6、法(PPCP)。§1．2．1电子束法的发展概况及应用{U子束法是～种脱硫脱硝新工艺，经过20多年的研究开发，己从小试、中试和丁业示范走向T业化。电f束法的主要特点有⋯l：利用电子加速器产牛500～800keV的高能电子，通过靶窗对燃煤烟气进行照射使烟气中气体激化，产生大量的激发态、亚稳态、游离粒子及备种离子、电子和光子，在其作用r，上成0、OH、H02和0。自由原子和自由基等活性物种。这些氧化性极强的活性物种在烟气中把sO。和NOx在很短的时间内转变为高价氧化物，然后形成H2SO,和HNO。，在有氨注入的情况下，东南大学倾上学位论文进一步生成硫

7、铵和硝铵等微细气溶胶，町达到90％的脱硫率和80％的脱硝率。该方法是一种干法处理过程，不产生废水废渣：能同时脱硫脱硝；系统简单，操作方便，过程易于控制；对丁不同含硫晕的烟气奉¨烟气革变化有较好的适应性和负荷跟踪性；副产品为硫铵和硝铵混合物，可用做化肥；脱硫成本低丁‘常规方浊。1970年，日本荏原(Ebara)公司首先提出电子束烟气脱硫脱硝技术⋯⋯⋯⋯⋯”⋯，1972年他们与日本原子力研究所(JAERI)合作研究。1974年，荏原公司在藤泽厂rl央研究所建成处理量为1000Nm。／h(燃烧重油)的小型中试厂，证明通过加氨能将污染物转化为硫铵和硝铵

8、。1977年，茌原公司与新日奉钢铁公司联合，在九州八幡钢铁厂(若松)建成处理10000Nm3／h烧结炉烟气的示范厂，初步证明电子束法的商业应J[}

9、可行性。1980年，美国能源部(DOE)开展对电子束法的技术经济评价研究，结果认为，该工艺优十常规技术。1984年，能源部与荏原公司合作在印第安那卅l的E．W．Stout燃煤电厂建成处理量为24000Nm3／h的中试厂””““““，实验EB技术对高硫煤烟气的适应性。1982年，联邦德国Karlsruhe核研究中心(KfK)和Karlsruhe大学联合进行脱硫脱硝工艺研究。研究指出，电子束法是肖今晟具

10、有竞争性的低成本的烟气处理工艺。为进行工、№应用论证，1984年在Badenwerk燃煤电厂建成处理20000Nm3／h烟气的中试J。1989～1992年。波兰核化学与工艺研究所(INCT)先后建成400Nm3／h的试验装置利20000Nm。／h的燃煤烟气处理中试厂(Kaweczyn电厂)。1992～1994年，日本建造升运行分别处理垃圾焚烧炉(1000Nm。／h)、交通隧道(50000Nm3／h)和热电厂(12000Nm3／h)烟气的三座示范厂，均取得预期的效果。波兰在Pomorzany燃煤电厂建造一座处理27000Nm3／h烟气的工业示范厂

11、““。R本荏原公司为推进电子束技术在中国的应用，决定筹资在我国建造EB技术示范厂，于1995年9～lO月间。中国政府与日本荏原公司签定关于在成都电厂实