Электрохимический реактор представляет собой систему коаксиальных электродов (выполненных из проволоки диаметром 3 мм) размещенных внутри цилиндрического электрода с внутренним диаметром 200 мм и длиной 1,5 м. С помощью электронного коммутатора электроды подключались к генератору импульсов высокого напряжения, при этом имелась возможность регулировать амплитуду импульсов, их продолжительность и частоту повторения, а в периодах между импульсами подключались к трансформатору высокого напряжения с ферритовым сердечником, в котором регулировалась амплитуда и частота. Подключение электродов к источнику питания управлялось с помощью линии обратной связи коммутатора с генератором импульсов высокого напряжения. При отсутствии напряжения на обкладках генератора коммутатор подключал проволочные электроды к трансформатору, а в период генерации импульсов – к генератору.
Колонна нейтрализации серной и азотной кислот снабжена сосудом для хранения аммиака, испарителем, регулировочным вентилем и инжектором аммиака.
Измерялись температура (термометром) и химический состав дымовых газов (с помощью газового анализатора MADUR типа GA–40T), включая содержание оксидов азота и серы на входе и выходе. Амплитуда напряжения в импульсном и синусоидальном режимах, продолжительность, частота импульсов и синусоидального тока измерялись осциллографом С1-98, подключенного с помощью измерителльного трансформатора. Амплитуда тока короны и синусоидальный ток измерялись осциллографом С1-17, включенного к сопротивлению в цепь заземления цилиндрического электрода электрохимического генератора. Скорость дымовых газов измерялась термоэлектрическим анемометром. Расход аммиака определялся как отношение объема аммиака введенного в реактор, к продолжительности процесса.
Исследования проводились при температуре дымовых газов на входе 80-1000C; расходе газа 500-600 м3/ч; среднем составе дымовых газов: N2 – 73%, O2 – 8%, H2O – 6%, NOx= 500-550 ppm, SO2=350-400 ppm; количество инжектируемого аммиака соответствовало молярному отношению NH3/(NOx+SO2)=0,7-0,8. Использовался источник высокого напряжения, характеристики которого приведены в [7].
Содержание оксидов серы может быть уменьшено в большей степени, чем содержание оксидов азота благодаря термохимической реакции с аммиаком, которая протекает даже без подвода энергии.
Подвод энергии приводит к росту скорости реакции и увеличению числа частиц сульфата аммония [7]. Эффективность удаления оксида серы составляет около 75% при температуре дымовых газов 1000C и около 90% при температуре 700C. В отсутствии аммиака эффективность менялась от 12 до 20% в зависимости от энергии передаваемой дымовым газам. Удаление оксида азота составляет около 50% при энергетических затратах 12-15 Вт.ч/нм3, которые зависят от начальной концентрации NOx в дымовых газах.
Эффективность удаления NOx и SO2 может быть повышена с помощью наложения переменного электрического поля на ионизированные импульсным коронным разрядом дымовые газы [10]. Эффективная напряженность поля составляет 5-30 кВ/см, а частота определяется условием:
,
(1)
где kmax – максимальная подвижность ионов, участвующих в образовании активных радикалов, м2/(В.с); Ē – эффективная напряженность переменного электрического поля, В/м; l – расстояние между электродами, м.
Ионизированные частицы вовлекаются в колебательное движение в переменном электрическом поле, что увеличивает вероятность столкновения между ними и нейтральными молекулами, интенсифицируя реакции конверсии NOx и SO2 .
Испытания в которых использовался предложенный процесс [10,11] подтвердили возможность существенного повышения эффективности удаления оксидов азота до 90% и оксидов серы 95–98% (табл. 1 и 2).
Следовательно, эффективность удаления NOx
и SOx из дымовых газов выше в переменном
электрическом поле напряженностью 5-30 кВ/см, чем для технологии DeNOx-DeSOx
(табл. 1, 
=0, f=0), но изменение частоты поля, относительно
базовой ( f= 4
кГц), определяемой по формуле (1), ведет к снижению эффективности очистки. Для f< 4 кГц снижение объясняется
тем, что часть ионов нейтрализуется на стенках заземленной трубы и не участвует
в реакциях вторичного образования новых радикалов и превращения NOx и SOx в
кислоты. Когда f> 4 кГц,
колебательные движения ионов в переменном электрическом поле происходят в
ограниченной области, что уменьшает вероятность столкновения между ионами, а
также между ионами и нейтральными молекулами, и как следствие, снижается
эффективность удаления оксидов азота и серы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.