杭州电子科技大学：《大学物理》课程实验指导（新能源实验）臭氧氧化同时对烟气脱硫脱硝的设计型实验

自改革开放以来，我国实现了国民经济的迅猛发展，人民生活水平得到大幅度地提高。然而，经济 在发展，能源消耗也在加剧，环境问题也不可避免地日益突出。近几年来，虽然部分城市空气质量 已经有所改善，但大气污染总体状况并没有根本性好转，仍处于严重污染状态，约有40%的城市空气 质量劣于国家二级标准，其中最主要的污染物是二氧化硫、烟尘、氮氧化物、VOCs以及重金属等。 考虑到在我国燃煤电厂目前己大量采用成熟湿法烟气脱硫WFGD技术，寻找和发展符合我国国情的， 既经济有效，又能满足日益严格的环保要求的燃煤多种污染物协同脱除技术，不仅有利于改善我国 日益恶化的大气污染现状，而且对于我国的经济与社会可持续发展具有重要意义。 臭氧氧化同时脱硫脱硝技术是一种非常有前途的烟气多脱技术，具有显著的多种污染物协同脱除效 果，相比于其它烟气多脱技术也具有相对低廉的运行成本，适用于日益严格的排放要求，具有显著 的研究价值和广阔的发展前 实验目的 熟悉和掌握燃烧排放污染物的主要成分及其测量方法： 2、熟悉和掌握臭氧氧化同时脱硫脱硝的实验系统和相关仪器 3、熟悉和掌握臭氧氧化同时脱硫脱硝的工艺原理及其关键影响因素。 实验原理： 图1为臭室氧化同时脱硫脱硝的工艺原理的示意简图。 该工艺主要是通过对烟气管道进行臭氧喷射，利用臭氧的强氧化性，将烟气中的NO和零价汞氧化为 高价态的氮氧化物和二价汞，大大提高它们在碱液中的溶解性，最后采用Ca(OH)2或NaOH等碱液对其 进行吸收，达到同时脱硫脱硝的目的。由图1.5可知，臭氧多脱技术主要包括三大部分：(1)臭氧 的发生及其在烟道的射入：(2)臭氧在烟气中对O、零价汞、V0Cs及二？英等多种污染物的氧化降 解：(3)尾部碱液对污染物吸收，同时脱硫脱硝。 谢涂Z级 二2 0 美我表生器 图1臭氧氧化同时脱硫脱硝的工艺原理 实验装置： 试验平台如图2所示，主要包括有臭氧发生检测装置、烟气模拟系统、管式反应炉、烟气分析仪、碱 液吸收塔以及质量流量计等主要部分。该试验的大致流程为：臭氧通过臭氧发生器针对空气放电产 生，由臭氧检测仪测量其浓度。臭氧气体分为两路：一路送入可精确控温的管式反应炉，对含NO和 $02的模拟烟气进行氧化，臭氧氧化后烟气则采用碱液吸收塔进行喷淋吸收，采用烟气分析仪测定碱 液吸收后烟气的NO、NO2及S02浓度，计算确定脱硫脱硝效率

自改革开放以来，我国实现了国民经济的迅猛发展，人民生活水平得到大幅度地提高。然而，经济 在发展，能源消耗也在加剧，环境问题也不可避免地日益突出。近几年来，虽然部分城市空气质量 已经有所改善，但大气污染总体状况并没有根本性好转，仍处于严重污染状态，约有40%的城市空气 质量劣于国家二级标准，其中最主要的污染物是二氧化硫、烟尘、氮氧化物、VOCs以及重金属等。 考虑到在我国燃煤电厂目前已大量采用成熟湿法烟气脱硫WFGD技术，寻找和发展符合我国国情的， 既经济有效，又能满足日益严格的环保要求的燃煤多种污染物协同脱除技术，不仅有利于改善我国 日益恶化的大气污染现状，而且对于我国的经济与社会可持续发展具有重要意义。 臭氧氧化同时脱硫脱硝技术是一种非常有前途的烟气多脱技术，具有显著的多种污染物协同脱除效 果，相比于其它烟气多脱技术也具有相对低廉的运行成本，适用于日益严格的排放要求，具有显著 的研究价值和广阔的发展前景。 实验目的： 1、熟悉和掌握燃烧排放污染物的主要成分及其测量方法； 2、熟悉和掌握臭氧氧化同时脱硫脱硝的实验系统和相关仪器； 3、熟悉和掌握臭氧氧化同时脱硫脱硝的工艺原理及其关键影响因素。 实验原理： 图1为臭氧氧化同时脱硫脱硝的工艺原理的示意简图。 该工艺主要是通过对烟气管道进行臭氧喷射，利用臭氧的强氧化性，将烟气中的NO和零价汞氧化为 高价态的氮氧化物和二价汞，大大提高它们在碱液中的溶解性，最后采用Ca(OH)2或NaOH等碱液对其 进行吸收，达到同时脱硫脱硝的目的。由图1.5可知，臭氧多脱技术主要包括三大部分：（1）臭氧 的发生及其在烟道的射入；（2）臭氧在烟气中对NO、零价汞、VOCs及二?英等多种污染物的氧化降 解；（3）尾部碱液对污染物吸收，同时脱硫脱硝。 图1 臭氧氧化同时脱硫脱硝的工艺原理 实验装置： 试验平台如图2所示，主要包括有臭氧发生检测装置、烟气模拟系统、管式反应炉、烟气分析仪、碱 液吸收塔以及质量流量计等主要部分。该试验的大致流程为：臭氧通过臭氧发生器针对空气放电产 生，由臭氧检测仪测量其浓度。臭氧气体分为两路：一路送入可精确控温的管式反应炉，对含NO和 SO2的模拟烟气进行氧化，臭氧氧化后烟气则采用碱液吸收塔进行喷淋吸收，采用烟气分析仪测定碱 液吸收后烟气的NO、NO2及SO2浓度，计算确定脱硫脱硝效率

① MFC MFCMFCMFCMFC 图2臭氧氧化同时脱硫脱硝设计型实验 实验步骤： 1、根据实验方案搭建测试系统，检香气密性，确保系统工作正常： 2、参照实际烟气组分浓度，0体积分数取(200±20)X10-6,氮气为平衡气，总体积流量为10 /mi,温度设为150度，碱液过量，通过添加不同臭氧量的情况下，考查并分析系统的脱硫及脱硝 效率。 3、参照实际细气组分浓度，N0体积分数取(200土20)×10b,氯气为平衡气，总体积流量为1000 ml /mi ,03/O的比值设为1.6，碱液过量，通过设计不同温度的情况下，考查并分析系统的脱硫及 1、为什么要进行N0x和S02的排放控制？ 2、臭氧发生器的工作原理是什么？ 3、碱液吸收后溶液中有哪些化学物质，有没有回收价值？

图 2 臭氧氧化同时脱硫脱硝设计型实验 实验步骤： 1、根据实验方案搭建测试系统，检查气密性，确保系统工作正常； 2、参照实际烟气组分浓度，NO体积分数取(200±20)×10-6，氮气为平衡气，总体积流量为1 000 mL/min，温度设为150度，碱液过量，通过添加不同臭氧量的情况下，考查并分析系统的脱硫及脱硝 效率。 3、参照实际烟气组分浓度，NO体积分数取(200±20)×10-6，氮气为平衡气，总体积流量为1 000 mL/min，O3/NO的比值设为1.6，碱液过量，通过设计不同温度的情况下，考查并分析系统的脱硫及 脱硝效率。 思考题： 1、为什么要进行NOx和SO2的排放控制？ 2、臭氧发生器的工作原理是什么？ 3、碱液吸收后溶液中有哪些化学物质，有没有回收价值？