脈沖臭氧發(fā)生器的研制及其在煙氣治理中的應用.pdf

1、我國工業(yè)鍋爐污染物控制目前面臨著多種污染物必須同時脫除的嚴峻形勢，針對我國工業(yè)鍋爐煙氣排放特點和污染物多采用單獨治理、凈化設備占地、投資與運行費用不斷增加的現(xiàn)狀，開發(fā)高效、低能耗的多種污染物聯(lián)合脫除技術，已迫在眉睫。采用臭氧氧化結合化學吸收協(xié)同脫除煙氣多種污染物工藝是一條可行的技術路線，而開發(fā)大容量、可靠、高性價比的臭氧設備是該工藝路線的關鍵。
　　搭建了臭氧發(fā)生器實驗系統(tǒng)，包括電源、氣源干燥凈化裝置、臭氧發(fā)生器、冷卻裝置、臭氧檢

2、測裝置、和尾氣處理裝置。系統(tǒng)研究了空氣源和氧氣源下臭氧發(fā)生情況，與傳統(tǒng)的交流電源相比，采用雙極性脈沖電源供電時發(fā)生器的介質電容更低，所需最小放電電壓更小，尾氣中副產物二氧化氮量更低。在同樣的能量密度下，采用雙極性脈沖電源得到的臭氧濃度和能量效率均高于交流電源。通過脈沖電源與臭氧發(fā)生器的耦合實驗研究，發(fā)現(xiàn)單根放電管電容為9.2nF，當諧振電容為10μF，諧振電感為99μH時，能得到較平穩(wěn)的電壓電流波形。
　　對單根放電管進行了實驗研

3、究，采用空氣源時，流量越大臭氧濃度和臭氧能效越高，這是因為采用空氣源時，大流量的空氣可以帶走反應器內熱量，有利于反應器內散熱，最佳流量選擇為40L/min。而采用氧氣源時，則是流量較小時臭氧發(fā)生效果更好，最佳流量選擇為5L/min。實驗表明，電壓、電流、頻率、流量發(fā)生變化時，臭氧濃度和能效都會發(fā)生變化，這些變化歸根結底體現(xiàn)在能量密度的變化上，為了穩(wěn)定高效的發(fā)生臭氧，采用空氣源時，能量密度選擇300-700J/L，采用氧氣源時，能量密度選

4、擇2000-7000J/L。在空氣源條件下，當電壓為5kV，頻率為3000Hz，流量為40L/min，臭氧濃度為15.5mg/L，能量效率為82g/kWh;在氧氣源條件下，當電壓為5kV，頻率為2000Hz，流量為5L/min，臭氧濃度可達144.7mg/L，能量效率為133.9g/kWh。
　　在輕華熱電35t/h示范工程中，采用100根放電管，當能量密度增大時，臭氧濃度的變化會分為三個階段，能量密度小于3kJ/L時，臭氧濃度隨

5、著能量密度的增大快速增長，當能量密度在3kJ/L和6kJ/L之間時，臭氧濃度隨著能量密度的增大緩慢增長，當能量密度6kJ/L時，臭氧濃度隨著能量密度的增大不再增長甚至下降，實際應用時，應該盡可能的使能量密度處于第一階段，才能更有效的利用能量。在同樣的能量密度下，流量越大，臭氧產量越高，流量為40m3/h時，臭氧產量為4.9kg/h，臭氧發(fā)生能耗為7.1kWh/kgO3，該設備解決了濕法聯(lián)合脫除工藝中氧化劑成本過高這一關鍵難題，使得濕法聯(lián)