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非热等离子体气体脱硝的主要反应和动力学机制

作　者: 刘新
导　师: 王树东
学　校: 中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）
专　业: 化学工程
关键词: CSTR 非热等离子体气体脱硝主要基元反应化学动力过程
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 133次
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内容摘要

烟气脱除NOx是当今世界广泛关注的环境课题之一。日本MITI委员会对放电脱硫脱硝评估结论认为该法技术简单、经济、可行,是新的替代技术。探明非热等离子体脱除NOx过程的主要反应是设法改进该技术的重要途径。然而,现在已发现的相关基元反应已有数百之多,因此多年来,对主要反应机制多停留于推测,难以作出可靠的判定。采用CSTR （contineous-flow stirred-tank reactor）模型,计算分析了非热等离子体（电子束或流光放电）气体脱除NOx的化学动力过程,求解了N₂+_NO、N₂+O₂+NO、N₂+O₂+H₂O+NO、N₂+NH₃+NO和N₂+O₂+NH₃+NO不同成分气体流在不同等离子体功率作用下的脱硝效果,结果与现有文献的实验数据符合良好,并发现对总反应速率贡献超过1%的基元反应只有少数几个,于是明确地揭示了非热等离子体气体脱硝的主要反应机制。为非热等离子体脱硝的技术开发提供了一个理论支持的平台,使得科学的推测上述技术的实际效果成为可能。针对非热等离子体烟气脱硝能耗偏高的主要问题,对非热等离子体烟气脱硝的化学反应过程进行数学模拟。从原理上证实了SO₂和外加NH₃产生的增效不是SO₂的贡献,而是外加NH3的效果,同时,讨论了温度的效应。为燃煤电厂烟气净化流程中的非热等离子体脱硝段的设置及调质剂的使用提供理论参考。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章文献综述  9-24
  1.1 烟气脱硝问题的提出  9-11
  1.2 控制NO_x 排放量工业技术现状  11-17
    1.2.1 源头控制 NO_x 排放的机理和工业技术现状  11-14
    1.2.2 烟气脱硝的工业技术现状  14-17
  1.3 非热等离子体脱除NO_x 的发展及现状  17-22
    1.3.1 非热等离子体脱除 NO_x 的发展  17-18
    1.3.2 非热等离子体法脱除 NO_x 的流程及特点  18-19
    1.3.3 非热等离子体法脱除NO_x 的反应机制探索  19-22
  1.4 本工作要旨  22-24
第二章理论模型的建立  24-35
  2.1 发展着的等离子体烟气脱硫脱硝的数据库  24
  2.2 CSTR 模型一稳态模拟的建立  24-28
  2.3 动力方程的建立  28-34
    2.3.1 N_2+NO和N_2+O_2+NO过程各种粒子未知浓度定义  28
    2.3.2 N_2+NO 和N_2+O_2+NO 过程动力方程  28-34
  2.4 解方程的验算  34-35
第三章结果与讨论  35-62
  3.1 坐标说明  35
  3.2 N_2+NO 情形  35-41
    3.2.1 各种中间粒子产生率  35-37
    3.2.2 不同途径自由基的生成率  37-38
    3.2.3 主要反应  38-39
    3.2.4 分析与讨论  39-41
  3.3 N_2+NO+O_2 情况  41-47
    3.3.1 各种中间粒子产生率  41-42
    3.3.2 不同途径自由基的生成率  42-43
    3.3.3 主要反应  43-45
    3.3.4 分析与讨论  45-47
  3.4 N_2+NO+O_2+H_2O 情况  47-50
    3.4.1 各种中间粒子产生率  47-48
    3.4.2 不同途径自由基的生成率  48-49
    3.4.3 主要反应  49-50
    3.4.4 分析与讨论  50
  3.5 N_2+NO+O_2+NH_3 情况  50-56
    3.5.1 各种中间粒子产生率  50-52
    3.5.2 不同途径自由基的生成率  52-54
    3.5.3 主要反应  54-55
    3.5.4 分析与讨论  55-56
  3.6 非热等离子体烟气脱硝中的二氧化硫、氨和温度的效应  56-62
    3.6.1 无氨注入  57-58
    3.6.2 氨注入  58-60
    3.6.3 分析与讨论  60-62
第四章结论  62-63
参考文献  63-67
作者简介及发表文章目录  67-68
致谢  68

非热等离子体气体脱硝的主要反应和动力学机制

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