孔型沿面放电臭氧生成与传输及其对亚硫酸钙氧化的研究

发布时间：2020-09-03 11:12

　　本文针对目前石灰石/石灰湿法烟气脱硫产物-亚硫酸钙氧化过程中存在传统空气曝气法氧化风机能耗高、亚硫酸钙氧化效率低、脱硫产物-石膏结晶性差的问题,将具有强氧化性的臭氧引入其氧化过程。但目前高浓度臭氧发生器设备复杂及臭氧损失率高,以及高速气流下大部分放电等离子体装置运行不稳定。因此研究设计了一套孔型沿面介质阻挡放电反应器,并选取合适的电极结构和气体参数提高臭氧生成效果,然后研究了臭氧在传输过程的损耗问题,最后利用该反应器生成臭氧对亚硫酸钙进行氧化实验,研究了电气参数和浆液参数对其氧化效果的影响。研究的主要工作及结果如下：(1)研究设计了孔型沿面放电反应器,并与线圈型沿面放电和同轴圆筒型放电比较放电功率和臭氧生成效果,然后优化了孔型沿面放电电极结构和气体参数。研究结果给出：孔型沿面放电反应器在臭氧生成效率上更具优势。在本实验条件下,圆孔孔径和孔距的增大均有利于生成臭氧,圆孔的孔径6mm、孔距3 mm时效果最好；气体温度的升高不利于生成臭氧,当温度超过90℃时臭氧生成效率由最初(23℃)的40.11μg/J下降到20.80μg/J；随着气体相对湿度的增加臭氧浓度和生成效率逐渐降低,当气体相对湿度接近100%时,臭氧生成效率由最初(0%)的40.12μg/J下降到20.31μg/J。(2)开展了臭氧在传输过程中传输距离、臭氧初始浓度、气体流速、气体相对湿度和气体温度对臭氧损耗产生的影响研究。研究结果给出：传输距离、气体相对湿度和气体温度的增加,臭氧的衰减率逐渐升高。在20 m的传输距离下臭氧衰减率为9%；当气体相对湿度从0%增加到100%时,臭氧衰减率从9%增加到40%；气体温度超过75℃时,臭氧衰减加剧；传输气体流速的增高可使臭氧衰减减少,流速为20 m/s时,衰减率仅为4%；在本实验条件下,臭氧浓度范围为62.86～124.60μg/L时,臭氧的衰减率变化不大,保持在15%左右。(3)将孔型沿面放电反应器应用于脱硫产物亚硫酸钙的氧化,研究了电气参数和浆液参数对亚硫酸钙氧化的影响。研究结果给出：在亚硫酸钙浆液氧化上,孔型沿面放电相比于线圈沿面放电更具优势,氧化60 min后,两者氧化率分别达到了92.4%和85.68%；气体流量的增加有助于亚硫酸钙氧化率的提高；浆液浓度和高度的增加不利于亚硫酸钙的氧化；在一定范围内,更高的浆液温度和更低的pH会使亚硫酸钙氧化率提高,但当浆液温度超过50℃或pH值低于4时会造成大量亚硫酸钙分解产生二氧化硫使脱硫效率降低。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：X701.3;TQ123.2

【参考文献】