直流電暈自由基簇射治理工業(yè)惡臭廢氣應(yīng)用研究.pdf

1、工業(yè)惡臭污染問題日益受到人們的關(guān)注與重視,現(xiàn)有的控制技術(shù)尚不完善,尤其是對于低濃度大氣量惡臭廢氣的處理。因此人們不斷研究探索更為經(jīng)濟(jì)有效的治理方法,期望實(shí)現(xiàn)對惡臭的有效治理。直流電暈誘導(dǎo)自由基簇射技術(shù)被認(rèn)為是一項具有應(yīng)用前景的新興技術(shù),可以大大降低惡臭脫除工藝的復(fù)雜性和投資運(yùn)行費(fèi)用。本文首先對模擬煉油廠實(shí)際氣體成分的惡臭氣體進(jìn)行了較為系統(tǒng)的實(shí)驗研究和工業(yè)應(yīng)用研究。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了等離子體—吸收聯(lián)合處理惡臭廢氣中試裝置。實(shí)驗采用最大輸出

2、電壓為60kV的直流電源,實(shí)驗規(guī)模為0.06—10m3·h-1。希望通過實(shí)驗研究,為工業(yè)應(yīng)用提供大規(guī)模工程設(shè)計和工藝控制所必需的實(shí)驗數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)。本文的主要內(nèi)容及取得的成果和結(jié)論如下:1)應(yīng)用直流電暈自由基簇射技術(shù),對煉油廠惡臭氣體中代表性污染物——硫化氫在等離子體反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行脫除。采用自制高壓直流電源,在氧化氛圍中進(jìn)行了動態(tài)和靜態(tài)脫臭實(shí)驗,在含氫還原氛圍中進(jìn)行了靜態(tài)脫臭實(shí)驗。試驗考察了峰值電壓、放電功率等電參數(shù)及停留時間、初始濃度、

3、廢氣溫度、廢氣濕度等工藝參數(shù)及氧化氛圍、含氫還原氛圍等因素對去除率的影響。結(jié)果表明:峰值電壓增大,停留時間延長有利于惡臭的去除;初始濃度提高,廢氣溫度上升不利于惡臭的脫除;濕度為56％時脫除效率最佳;影響硫化氫脫除的最主要因素是氧元素的含量;在由氮?dú)夂蜌錃饨M成的還原氛圍中,硫化氫的脫除率僅為40.9%;在上述還原氛圍中增加10%的氧氣可使硫化氫脫除率達(dá)到80%;在含氧氣(10%-20%)、氫氣和氮?dú)獾难趸諊?隨反應(yīng)時間的延長,硫化氫

4、的最終脫除率達(dá)到100%。因此,增加氧自由基源有利于提高脫除效率。2)基于以上小試結(jié)果,進(jìn)行了直流電暈等離子體反應(yīng)器的放大設(shè)計,并制成處理氣量1000～2500 m3·h-1的中試反應(yīng)裝置?？紤]等離子體技術(shù)與吸收法聯(lián)合處理工業(yè)惡臭廢氣,計算設(shè)計篩板吸收塔和填料吸收塔,設(shè)計出篩板塔—填料塔—等離子體反應(yīng)器三級處理小試裝置。初步進(jìn)行了篩板塔吸收處理廢氣實(shí)驗,吸收塔能有效處理惡臭廢氣,為等離子體反應(yīng)器做好預(yù)處理。3)進(jìn)行了直流電暈等離子體反應(yīng)

5、器技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評估,利用線性外推法計算了氣量1000～2500 m3·h-1惡臭廢氣脫除電源功耗,并比較了脈沖等離子體技術(shù)、催化燃燒法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),證明直流電暈等離子體技術(shù)有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)越性。4)對不同條件下(氧化氛圍、還原氛圍等)惡臭物質(zhì)的降解產(chǎn)物進(jìn)行了初步分析,并結(jié)合不同學(xué)者在機(jī)理研究方面的成果,探討了氧化及還原氛圍下硫化氫在直流電暈自由基簇射作用下的降解機(jī)理:建立了反應(yīng)器動力學(xué)模型,得到污染物濃度C、氧化速率常數(shù)kd和能量密度P/