低溫等離子體協(xié)同SCR的煙氣脫硝研究.pdf

1、氮氧化物(NOx)作為燃煤煙氣中主要的氣態(tài)污染物，對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。低溫等離子協(xié)同催化劑具有反應(yīng)速率高、不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)，在污染物脫除領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。本研究針對(duì)工業(yè)煙氣低溫脫硝難度大、催化劑用量多等問題，提出利用低溫等離子體對(duì)NO預(yù)氧化與SCR協(xié)同快速脫硝，為NOx在低溫度窗口下脫硝探索一條新方法。
　　本文研究了沿面放電氧活性物質(zhì)注入?yún)f(xié)同SCR和電暈放電協(xié)同SCR兩種煙氣脫硝方式。在沿面放電氧活性物質(zhì)注入中，

2、清潔空氣通過沿面放電活化產(chǎn)生的氧活性物質(zhì)注入到煙氣中，將其中部分NO氧化;而在電暈放電中，煙氣則通過放電區(qū)域，NO的氧化反應(yīng)發(fā)生在低溫等離子體的發(fā)生區(qū)域。經(jīng)過低溫等離子體預(yù)氧化后，煙氣進(jìn)入SCR反應(yīng)裝置完成脫硝反應(yīng)。本研究的主要工作及結(jié)果如下:
　　(1)在低溫等離子體發(fā)生器優(yōu)化條件下，分別考察沿面放電氧活性物質(zhì)注入和電暈放電對(duì)含NOx的模擬煙氣的預(yù)處理效果。O3是沿面放電氧活性物質(zhì)注入氧化NO氧化的主要活性物質(zhì)，而在電暈放電氧化

3、的過程中，包括O·和OH·則都能參與到NO的氧化反應(yīng)中。
　　(2)沿面放電氧活性物質(zhì)注入中，NO氧化效果隨著電壓的升高而升高，放電長度120 mm，注入流量75 mL/min，煙氣溫度150℃的實(shí)驗(yàn)條件下，負(fù)載電壓2.7 kV時(shí)NO氧化效率為50％。
　　(3)在電暈放電中，煙氣中含有一定量的H2O則對(duì)NO的氧化有顯著的促進(jìn)作用，這歸因于H2O電離產(chǎn)生的OH·具有極高的氧化電位，對(duì)NO的氧化能力極強(qiáng)。
　　(4)在1

4、50C時(shí)，低溫等離子體協(xié)同SCR反應(yīng)的脫硝效率比單獨(dú)SCR提高了23％。低溫等離子體將煙氣中部分NO氧化形成NO2，在催化劑表面形成NO-3和NO-2。一方面，NO-1可以直接與NH3發(fā)生還原反應(yīng)，另一方面，NO-3對(duì)V4+-OH再氧化的加速作用進(jìn)一步強(qiáng)化了低溫窗口下催化劑的脫硝能力。在高硫、高濕兩種煙氣的環(huán)境下，沿面放電協(xié)同SCR比標(biāo)準(zhǔn)SCR情況下的脫硝效率分別高出了31.9％和21.5％。而在電暈放電協(xié)同SCR中，H2O的存在還會(huì)在