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全球经济迅猛发展的同时也带来了严重的污染问题,其中燃煤烟气中SO2和NOx的大量排放对生态环境造成了极大的危害。鉴于我国环保标准的日趋严格,经济高效的同时脱硫脱硝技术成为当前烟气净化的一个重要课题。目前,湿法烟气脱硫技术已经比较成熟,但烟气中NO的低水溶性降低了湿法脱硝效率。为了提高湿法脱硝效率,本文引入等离子体氧化技术,提出等离子体氧化NO耦合湿式氨法同时脱硫脱硝新工艺,并进行脱硫脱硝产物的资源化研究。
利用等离子体反应器在自行搭建的试验台上进行了等离子体氧化NO的试验研究,考察了烟气流量、烟气温度、放电功率、NOx初始浓度、SO2初始浓度、O2浓度和CO2浓度这些参数对氧化效率的影响规律。NOx氧化度随着放电功率、O2浓度的增大而增大,但随着烟气流量、烟气温度、NOx初始浓度的增大而减小;烟气中的SO2会抑制NO的氧化,而一定量的CO2则会促进NO的氧化。当烟气温度为85℃,烟气流量为10m3/h,NOx初始浓度为350×10-6,放电功率为420W,O2浓度为21%时,NOx氧化度为38.68%。在此基础上展开了等离子体氧化NO耦合湿式氨法同时脱硫脱硝的试验研究,当液气比为10L/m3,氨水浓度为4mol/L,烟气流量10m3/h,烟气温度为85℃,NOx初始浓度为350×10-6,SO2初始浓度为1000×10-6,等离子体放电功率为350W时,脱硫率和脱硝率分别为99.6%和69.40%。
硫酸铵和硝酸铵的结晶试验研究表明:NH4NO3的加入有助于硫酸铵晶体产品的生长,但影响晶体产品的粒度分布均匀度;硫酸铵和硝酸铵的混合结晶产品的M.S.值和C.V.值随着蒸发温度和硫酸铵与硝酸铵摩尔比的增大都呈现出先增大后减小的趋势,但随着硫酸铵浓度的增大而逐渐减小;乙醇溶液作为洗涤液得到的晶体比去离子水作洗涤液得到的晶体粒度分布更为均匀;碳酸氢铵的存在不利于硫酸铵和硝酸铵的结晶,得到的晶体产品粒度变小且分布更不均匀。
借助于FLUENT软件平台,对喷淋塔内气液两相流的流场进行了数值模拟计算,比较了在无喷淋和有喷淋两种情况下喷淋塔内速度场和压力场的变化情况,发现喷淋液滴对吸收区域内流场的影响很大,增大了烟气的湍流程度,使同一截面上的气体流速分布更均匀,有利于吸收反应的进行。通过不同液气比下流场的模拟计算发现,增大液气比的有利于塔内的湍流程度的增大,证明了吸收液体的喷射对烟气的整流作用,但进一步增大液气比造成部分液滴粘附在塔壁,不利于吸收。