【摘 要】
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工业炉窑烟气污染物的深度减排是目前大气污染控制领域的研究热点之一。本文针对燃气锅炉烟气氮氧化物超标排放问题,通过优选氧化剂,研究氧化剂浓度、温度、p H值以及入口气体组分浓度及烟气流速等因素对湿法氧化脱硝NO转化以及SO2对同时脱硫脱硝效率的影响,并利用响应曲面法分析了影响因素间的交互作用,获取了最佳工艺条件,同时对复合氧化剂的NO氧化机理进行了分析。此外,为了优化喷淋塔喷嘴设计,促进气液两相充分
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工业炉窑烟气污染物的深度减排是目前大气污染控制领域的研究热点之一。本文针对燃气锅炉烟气氮氧化物超标排放问题,通过优选氧化剂,研究氧化剂浓度、温度、p H值以及入口气体组分浓度及烟气流速等因素对湿法氧化脱硝NO转化以及SO2对同时脱硫脱硝效率的影响,并利用响应曲面法分析了影响因素间的交互作用,获取了最佳工艺条件,同时对复合氧化剂的NO氧化机理进行了分析。此外,为了优化喷淋塔喷嘴设计,促进气液两相充分接触,对两种常见的喷嘴进行Fluent模拟,从气相和液相角度分析其喷淋效果,获得了最佳的喷嘴组合方式。主要结论如下:（1）通过热力学计算及化学电位分析获取脱硝性能最佳的单一氧化剂NaClO2。实验表明:在实验范围内,适当高的NaClO2溶液浓度和温度可促进NO转化;酸性环境下的氧化性能优于碱性环境下;烟气流速与NO转化率呈负相关;SO2和NO间存在微弱的竞争关系;入口O2及NO浓度对NO转化基本没有影响。响应曲面设计实验发现NaClO2浓度与p H值的交互作用、NaClO2浓度与温度的交互作用以及p H值与烟气流速的交互作用明显。（2）筛选获得脱硝性能最佳的复合氧化剂NaClO2/Na2S2O8组合。单因素影响实验表明:NaClO2的氧化性强于Na2S2O8,NaClO2与Na2S2O8浓度比例相当时,氧化性能最佳;在合适的取值范围内,适当提高反应温度、降低溶液p H值和烟气流速可增加脱硝效率;SO2能促进NOx的吸收;入口O2及NO浓度对NO转化基本没有影响。响应曲面设计实验发现,影响氧化液氧化性能的溶剂浓度、温度、酸碱度间相互存在明显的交互作用,p H值与烟气流速间也具有明显的交互作用。复合氧化液中的ClO2-、ClO2与S2O82-共同参与NO的脱硝反应,在弱酸性条件生成的中间产物Cl O2和SO4·-起重要的氧化作用,脱硝的主要产物是NO3-。（3）通过分析喷嘴喷淋效果实现喷淋增效。单一类型喷嘴喷淋时,实心锥喷嘴液相对气相的整流作用略优于空心锥喷嘴;2种喷嘴的气相速度场、压力场和湍动能分布较为相似;实心锥喷嘴下方的液相质量浓度高于空心锥喷嘴,但空心锥喷嘴喷淋的水平截面覆盖率略大于实心锥喷嘴。喷嘴层数越多,气相场压力、湍流动能强度也随之增大。实心锥喷嘴-空心锥喷嘴-实心锥喷嘴的组合方式,其喷淋效果优于空心锥喷嘴-实心心锥喷嘴-空心锥喷嘴的组合。与单层喷嘴进行脱硝对比实验,实心锥-空心锥-实心锥的喷嘴布置系统稳定性好,可促进NO转化。
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