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非热等离子体烟气脱硫湿式反应的动力学机制

时间:2016-1-15 8:51:00   来源:中国脱硫设备网   添加人:admin

  关于非热等离子体烟气脱硫,曾经在气液界面复相反应机制的基础上,成功地解释了干式反应器中含水气烟气放电脱硫的动力过程1上,多年来人们一直在考察非热等离子体在湿环境下的烟气脱硫效果。早在1971年,Adachi13就曾探讨过在湿式电除尘器中的烟气脱硫效果;Potapkin141等讨论了在电子束照射下,水雾粒子喷入烟气引发脱硫效应和动力过程;TsengChaoHeng151为n2和摩尔能耗对传质效率因子1所示为忍4对不同ct在位置的函数关lish高了能量效率s降低了能耗ttp://www.cnki.netbookmark2令的关系。随着加,n2加,摩尔能耗降低。

  因为加,提供了较大的气液传质面积,加强了对S2和自由基的吸收,于是既提高了脱硫率,所示为能耗对吸收液pH值关系。在能量密度q=4W.h.m-3条件下,当吸收液pH值从40升到5.0,摩尔能耗从113Whmol-1降mol-1.这是因为随着pH值大,四价硫离子浓度加的结果。于是可见,无须额外加能量,适当调节吸收液pH值,也可显著节能。此外,在pH5.0时,吸收液为弱酸性。如果用NH3做吸收剂,则可以将氨泄漏降低到环境标准的5X10-6以下。

  34离子自由基的浓度对pH值和的关系、所示为在给定能量密度q条件下,吸收液中离子自由基浓度对pH值和的关系。由于C(ion)与亚硫酸离子浓度有关,C在Pso2=P0/2处的浓度。由图可见,C(ion)不随令变化。因此,将反应器内壁做成多孔结构,加大令即可加大液体中自由基的总量,也即提高了能量效率。这种在电晕放电产生的自由基浓度比利用大气的天然自由基达到的浓度高数百倍,这是放电氧化溶液中亚硫酸根离子比无放电的鼓泡法的氧化速4结论通过以上湿式等离子体反应器的数学模拟分析可以发现,气体中S2的脱除主要是通过液相吸收,电晕产生的电风以及加传质效率都促进这种吸收作用,因此也提高了气体中S2的脱除率。电晕放电的主要作用在于产生OH自由基,注入液相引发链反应,将亚硫酸根氧化为硫酸根。通过加气液界面提高传质效率和加强电风可以加0H传递数量,可促进氧化反应,降低能耗;适当调节吸收液pH值也可能产生降低能耗效果。本数学模拟的计算结果与以往的实验相符。利用以上结果,可使放电烟气脱硫的效率和能耗达到工业可接受的水平。

  符号说明A在电风促进下SO2被液体吸收的常数,Ca溶液A的物质的量浓度,mol. G(OH)焦耳电晕放电产生OH自由基物质的量,2 G(-SO2)在液体中单位电晕放电氧化SO2的质量,g-1或g. hi-1 K溶解SO2的一级电离常数,mol.m-3 K溶解SO2的二级电离常数,mol.m-3 ki第i个反应的反应速率常数,m3 L管式反应器长度,0 l液膜厚度,5K105m PA气体A的分压,Pa Ps)2(L)SO2在出口的初始分压,Pa Q气体体积速度,11X 10-4m3s-1q流光电晕能量密度,Wf hm-3R摩尔气体常数,831 mol-1-1Vg气体在反应器中的线性流速,m s-1T热力学温度,K氧化每摩尔溶解S2的能量消耗,h- S2脱除率,湍流因子,对于纯分子扩散0=1,当对流存在时0>1.本文中0=100自由基在气体中的寿命Z(PS2)每单位体积每秒产生硫酸盐的物质的量,