【摘要】：無電暈式陰極電子發(fā)射技術(shù)根據(jù)鋇鎢合金材料在高溫下的熱電子發(fā)射原理發(fā)展而來,在工業(yè)爐窯高溫(800℃～1100℃)煙氣中即可產(chǎn)生一定量自激發(fā)電子,再加載較低的電壓(6kV)可發(fā)射超出電暈放電2～3個數(shù)量級的發(fā)射電流密度。選擇性非催化還原(SNCR)脫硝是一種非常適合我國燃煤鍋爐的技術(shù),具有投資費用低、運行簡單的特點,但是其脫硝效率較低、NH3逃逸量較高的缺點限制了這種技術(shù)的發(fā)展。故本文擬將無電暈式陰極電子發(fā)射技術(shù)與SNCR脫硝過程相結(jié)合,將高能電子施加在SNCR脫硝混合煙氣上,以期改變反應(yīng)過程,增加傳統(tǒng)SNCR脫硝效率。本文首先構(gòu)建無電暈式陰極發(fā)射反應(yīng)器試驗臺,在原有的無電暈式陰極發(fā)射反應(yīng)器和流化床鍋爐裝置上進行了SNCR脫硝試驗改造,增加了噴氨系統(tǒng)和在線檢測系統(tǒng)。并對無電暈式陰極電子發(fā)射技術(shù)協(xié)同SNCR脫硝的可行性進行了分析。其次,對無電暈式發(fā)射陰極材料電發(fā)射特性進行動態(tài)與靜態(tài)試驗,研究各種工況下兩種試驗狀態(tài)中發(fā)射電流密度變化情況,并進行了溫度和電壓對陰極發(fā)射電流密度影響關(guān)系式的推導。隨著溫度和電壓升高,靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗時的發(fā)射陰極的電子特性發(fā)射特性總體趨勢一致,發(fā)射電流密度均有不同幅度的上升,且均按指數(shù)函數(shù)曲線增加.動態(tài)試驗時,U=12kV、T=1000℃工況下發(fā)射電流密度可達到0.995 mA/cm2。最后,進行了無電暈式陰極發(fā)射反應(yīng)器內(nèi)的SNCR脫硝試驗,獲得了工況(反應(yīng)器溫度T、電壓U、發(fā)射電流密度J、氨氮比NSR以及煙氣停留時間t)對NO轉(zhuǎn)化效率的變化規(guī)律。增加電壓及溫度后,陰極發(fā)射材料中電子動能增加,電子打破發(fā)射壁壘的幾率變大,發(fā)射電子數(shù)量及能量變大,活性粒子NH2、NH、OH、O等數(shù)量增加,加強NH3和NO反應(yīng)的程度,進而提升NO轉(zhuǎn)化效率并降低NH3逃逸量。當反應(yīng)器電壓為12kV、溫度950℃、NSR1.5、停留時間1.5s,此時的脫硝效率、能耗及尾部煙道氨氣量達到最優(yōu)狀態(tài),NO轉(zhuǎn)化效率可達70.8%,證明了無電暈式陰極電子發(fā)射協(xié)同SNCR脫硝技術(shù)的可行性和工業(yè)應(yīng)用的價值。
[Abstract]:The corona-free cathode electron emission technology is developed according to the hot electron emission principle of barium-tungsten alloy materials at high temperature. A certain amount of self-excited electrons can be generated in the flue gas of industrial furnace and kiln at high temperature (800 鈩，

本文編號：2469709