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不同供电方式下等离子体脱除烟气中SO_2及颗粒物的研究

作　者: 史亚微
导　师: 原永涛；齐立强
学　校: 华北电力大学
专　业: 环境工程
关键词: 电除尘器 等离子体 脉冲电晕 SO2 PM2.5 烟气调质
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


低硫高铝的准格尔煤是我国重要的动力用煤，这种煤燃烧后产生的飞灰极难被电除尘器所收集，致使大量对人体有害的微细颗粒PM2.5直接排入大气。本文通过对电除尘器不同供电方式下氧化烟气中SO2的反应动力学及其氧化产物SO3对微细颗粒物表面性能的影响机理进行研究，并设计了窄脉冲电源。结果表明：传统供电方式下，间歇脉冲控制方式脱硫效率最高，最高平均值电压控制方式次之，火花跟踪和临界火花控制方式相当，其中间歇脉冲供电方式能耗最低，较最高平均值供电方式节能约261W；传统供电方式下，随着电场风速的减小，SO2初始浓度的降低，含湿量的增加，SO2脱除效率相应的增加；本文提出了晶闸管-Blumlein型高压脉冲电源的设计方案，利用PSpice模拟了其理想负载下的电压波形图，得到了较理想的波形；通过反应动力学分析，运用MATLAB对理想烟气条件下，O2、H2O浓度，脉冲频率，SO2初始浓度对脱硫的影响进行了数值计算，得出H2O浓度增大，脉冲频率提高，SO2初始浓度减小有利于提高脱硫效率；最后实验分析了脱硫产物SO3对粉尘比电阻、粒径、比表面积、吸湿性、浸润性的影响，得到SO3能显著改善颗粒物的表面性质，使之有利于收尘，因此该方法不但提高了除尘效率而且脱除了部分SO2，实现脱硫除尘一体化。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 背景和意义  9-10
  1.2 脱硫除尘方式  10-11
    1.2.1 脱硫技术  10-11
    1.2.2 颗粒污染物控制技术  11
  1.3 国内外研究的现状  11-13
    1.3.1 电晕放电等离子体脱硫研究现状  11-12
    1.3.2 烟气调质捕集微细粉尘研究现状  12
    1.3.3 脱硫电源研究现状  12-13
  1.4 课题研究的目的和内容  13-14
第2章 电晕放电等离子体性质的研究  14-22
  2.1 等离子体的概述  14-15
    2.1.1 等离子体分类及产生方法  14-15
    2.1.2 等离子体基本性质  15
  2.2 电晕放电气体导电和击穿  15-19
    2.2.1 气体放电及其分类  16-17
    2.2.2 电晕放电气体击穿机理  17-19
  2.3 脉冲电晕放电的理论基础  19-21
    2.3.1 常压下纳秒脉冲气体放电机理和规律  20
    2.3.2 脉冲参数对电晕电流的影响  20-21
  2.4 小结  21-22
第3章 不同供电方式下脱硫试验研究  22-32
  3.1 引言  22
  3.2 试验流程图及试验台简介  22-27
    3.2.1 实验流程图  22-23
    3.2.2 实验仪器及工作原理  23-27
  3.3 实验结果及分析  27-31
    3.3.1 高压供电方式  27-28
    3.3.2 风速（停留时间）对 SO_2 脱除效率的影响  28-29
    3.3.3 SO_2 初始浓度对其脱除效率的影响  29-30
    3.3.4 湿度对脱硫效率的影响  30-31
  3.4 小结  31-32
第4章 电源改进研究及脱硫反应动力学分析  32-52
  4.1 脉冲电源的设计及仿真  32-38
    4.1.1 脉冲电源设计  32-36
    4.1.2 PSpice 仿真模拟  36-38
  4.2 脉冲放电脱硫机理研究  38-39
  4.3 脉冲放电脱硫反应动力学研究  39-51
    4.3.1 反应动力学分析  39-43
    4.3.2 反应器的物料衡算方程  43-45
    4.3.3 MATLAB 模拟结果与分析  45-51
  4.4 小结  51-52
第5章 等离子体对颗粒物电除尘性质的研究  52-68
  5.1 等离子体本身对颗粒物脱除的影响  52-53
  5.2 颗粒物与 SO_2 协同脱除机制  53-54
  5.3 等离子体脱硫产物对颗粒物脱除机理的研究  54-67
    5.3.1 SO_3 调质对飞灰介电性质的影响  54-57
    5.3.2 SO_3 调质对粉尘非介电性质的影响  57-66
    5.3.3 SO_3 调质对电除尘器飞灰逃逸的影响  66-67
  5.4 小结  67-68
第6章 总结与展望  68-72
  6.1 结论  68-69
  6.2 经济性分析  69
  6.3 展望  69-72
    6.3.1 脱硝  70
    6.3.2 脱汞  70-71
    6.3.3 酸露点问题  71-72
参考文献  72-75
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  75-76
致谢  76-77
论文摘要  77-87

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用 > 脱硫与固硫
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