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我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,以煤炭为主要能源的消费结构在很长时间内不会改变。由于这种能源消费结构,导致我国酸雨和SO2污染日趋严重。因此,治理酸雨污染,控制SO2的排放已经刻不容缓。目前燃煤SO2控制技术从总体上可以分为四类,即煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后烟气脱硫以及煤转化过程中脱硫。其中烟气脱硫仍被认为是控制SO2污染最行之有效的途径。烟气脱硫技术按脱硫剂以及脱硫反应产物的状态可分为湿法、干法及半干法三大类,湿法烟气脱硫技术相对比较成熟。
目前的烟气脱硫技术都存在一些难以克服的缺点,比如一次性投资大、运行费用高、会造成二次污染、反应产物处理困难等等,难以广泛的应用。等离子体脱硫技术是近来新兴的一种脱硫技术,比起传统的脱硫技术有着许多的优越性,是最富有潜力、最具应用前景的技术。国内外的科学家对等离子体脱硫技术进行了很多有意义的研究。初步形成了一些成果,研究的重点主要放在气体放电理论、放电特性、反应机理、电源和反应器的结构等方面,要应用于工业,还需要做很多工作。
本课题设计并建立了一套针-网式和铜片-铜片-铜片的复合反应器装置,利用高压直流电源和高压正弦波交流电源产生低温等离子体,模拟SO2废气,研究并总结电晕放电降解SO2的一般规律,得到以下一些结论:
1)在相同的放电条件下,伏安特性曲线中电流随着电压的增大而增大。正电晕、负电晕和交流电晕比较,正电晕增长的最迅速,交流电晕次之,负电晕最缓慢。在同样的电压下,电流有交流电晕大于正电晕大于负电晕。而击穿电压则有交流电晕大于负电晕大于正电晕。当加入SO2时,使得各击穿电压都降低。
2)O3的浓度与电压成正比,与气体流量成反比,且正电晕高于负电晕,但负电晕有着更宽的放电范围,能产生比正电晕更高的O3浓度。
3)随着电压的升高,SO2的去除率增大。在同样的放电条件下,负电晕的SO2的去除率高于正电晕。有正弦波交流电源作用的SO2的去除率要高于没有的,但效果不是很明显。
4)在一定的电源功率范围内,随着电源功率的提高,SO2的去除率增大,但增长越来越缓慢。在同样的电源功率下,正负电晕的SO2的去除率相当,但交流电晕的SO2的去除率比较低。
5)SO2的去除率随着气体流量的增大而减少,随着SO2初始浓度的升高而降低,但SO2的去除量却是增大的。
6)SO2的去除率随着氨硫比的升高而升高。不放电时,随着氨硫比的升高,SO2的去除率最大可达到62%。从各方面综合考虑,选择氨硫比为2为最佳。