理论分析运行脉冲静电除尘器去除氮氧化物和硫氧化物[外文翻译].doc

理论分析运行脉冲静电除尘器去除氮氧化物和硫氧化物

梗概—调查所得，发生在静电除尘器电晕放电中各种等离子化学反应是在一个典型的烟气环境中运行的。通过电场函数，计算得到主要气体组成成分如氮气，氧气和水蒸汽的电子分离的速率系数。此外，计算得到了主要激发态的电离率，附着率和激发率。计算表明：二氧化硫的去除主要是通过与OH自由基反应产生硫酸，而氮氧化物去除主要是通过减少自由基氮形成分子氮来实现。然而，这些反应要发生，E/N的数值必须达到70TD甚至更高，而在E/N数值高于30TD时通常发生电击穿;E是电场强度，N是气体数密度。近似计算表明，当E/N的数值在100TD的时候，电压脉冲宽度必须小于1PS，以避免击穿。同时计算表明，少量的一氧化二氮产生和水蒸汽的存在，对等离子体化学有重大影响，也增加了击穿电压。

1.导言
最近有人发现，当静电除尘器用于烟气发电站时，使用积极脉冲电压，而不是消极直流电压，不良气体 ，NO和NO2有显著减少[1]。然而，在非常高的峰值电压下，脉冲电压时间要小于1微秒。这个积极脉冲电压的应用，会导致形成许多积极的电场带，其中有一个高电场区域在其头部。这些电场带的区域之间的差距比那些由负电晕而发起化学反应产生的区域差距大得多。最近的一项研究来自日本通商产业省委员会，他们得出的结论认为：脉冲等离子体利用电晕放电从烟道气体中去处硫氧化物和氮氧化物是可行的，和其他两个技术比更加经济和简单，即1）石膏和氨催化的化学过程和2）电子束的方法[2] 。
我们了解到基本的等离子体化学过程的发生有可能优化电力供应和运用于除尘器电线中电压波形的形状。此外，它还有可能获得各种激发态的化合物，这些化合物经常被加入到烟道气体中来提高性能。
一个完整的除尘器的理论性能分析是不可能只有两项。首先，烟气的主要组成成份如氮，碳，二氧化碳，氧气和水蒸气，它们之间有许多种反应的可能，而且许多反应率是不知道的。除了离子和原子两种，所有激发态原子，分子和离子都应该被考虑到。一个完整的分析需要考虑在不同的反应中所有可能发生的反应，以及当反应物种类呈平方增加时，反应方程的数量也应该增加。参考[3]的清单烟道气体的反应物种类超过700种，只有氧和氮的反应就有80来种。此外，由于在烟气中存有固体粒子并在表面起作用，会有额外的反应发生。这些表面效应在本文中没考虑到。