【摘要】：臭氧氧化結(jié)合堿液吸收多脫技術(shù)是一種非常有前途的煙氣多脫技術(shù),具有顯著的多種污染物協(xié)同脫除效果,也具有相對低廉的運行成本,適用于日益嚴(yán)格的排放要求,具有顯著的研究價值和廣闊的發(fā)展前景。對于臭氧氧化結(jié)合堿液吸收多脫技術(shù),目前的研究主要集中在整體的宏觀實驗研究,對臭氧在煙氣中氧化降解多種污染物這一核心問題缺乏深入的機理研究,這也嚴(yán)重制約臭氧多脫技術(shù)的進一步發(fā)展。針對臭氧在煙氣中氧化降解多種污染物這一核心問題,本文采用量子化學(xué)計算、動力學(xué)模擬以及實驗研究等方法對其進行深入系統(tǒng)地研究,為臭氧多脫技術(shù)的進一步發(fā)展奠定必要的理論基礎(chǔ),并提供重要的理論參考。 采用量子化學(xué)研究、動力學(xué)模擬以及試驗研究等方法對煙氣中臭氧氧化NO的機理進行深入詳細(xì)地研究。在構(gòu)建其詳細(xì)反應(yīng)機理的基礎(chǔ)上,通過敏感度分析,確定反應(yīng)體系的關(guān)鍵基元反應(yīng),并采用量子化學(xué)對其進行詳細(xì)的機理研究及動力學(xué)計算,計算結(jié)果與文獻實驗結(jié)果取得了很好的吻合。將計算結(jié)果和文獻實驗結(jié)果用以動力學(xué)模擬,其模擬結(jié)果都與本文的試驗研究結(jié)果取得較好的吻合。 采用量子化學(xué)研究,動力學(xué)模擬以及實驗研究等方法對煙氣中臭氧氧化零價汞的機理進行深入詳細(xì)地研究。采用量子化學(xué)研究了臭氧在煙氣中氧化零價汞的微觀反應(yīng)機理,計算得到各個反應(yīng)的活化能和動力學(xué)參數(shù)。計算結(jié)果與文獻數(shù)據(jù)取得較好的吻合,并將其用以反應(yīng)動力學(xué)模擬。在構(gòu)建反應(yīng)體系的詳細(xì)反應(yīng)機理的基礎(chǔ)上,通過敏感度分析發(fā)現(xiàn),反應(yīng)Hg+NO3=NO2+HgO是直接影響Hg0氧化的關(guān)鍵基元反應(yīng),NO3的生成量是影響Hg0氧化的最關(guān)鍵因素。試驗研究表明,臭氧在煙氣中能有效氧化零價汞,反應(yīng)物體積分?jǐn)?shù)Φ(O3)/Φ(NO)越大或煙氣溫度越高(所研究的溫度范圍內(nèi)),Hg0氧化效果越好,且都基本呈線性關(guān)系。動力學(xué)模擬與試驗研究結(jié)果取得了很好地吻合。 選取乙烯和苯作為典型VOCs,采用量子化學(xué)計算和動力學(xué)模擬對煙氣中臭氧氧化降解VOCs的機理進行分析和探討。采用量子化學(xué)研究了臭氧在煙氣中降解乙烯和苯的微觀反應(yīng)機理,計算得到相關(guān)反應(yīng)的活化能和動力學(xué)參數(shù),計算結(jié)果與文獻的實驗結(jié)果都取得很好的吻合。通過比較發(fā)現(xiàn),N03與乙烯及苯的反應(yīng)速率常數(shù)要大大高于03與乙烯及苯,分別高一個數(shù)量級和兩個數(shù)量級,表明N03粒子對乙烯及苯的降解活性要強于O3粒子。針對臭氧在煙氣中對苯的降解,在構(gòu)建反應(yīng)體系的詳細(xì)反應(yīng)機理的基礎(chǔ)上,通過敏感度分析發(fā)現(xiàn),NO3的生成量是整個反應(yīng)體系影響苯的脫除效果的關(guān)鍵因素,O3氧化苯的反應(yīng)并不是該反應(yīng)體系的關(guān)鍵基元反應(yīng)。動力學(xué)模擬表明,隨煙氣溫度升高(150-250℃溫度區(qū)間內(nèi))和臭氧加入量的增大,反應(yīng)體系對苯的脫除率越來越高；隨苯初始濃度的降低,苯脫除率越來越高,但反應(yīng)速率越來越慢；而氧量的變化不會對苯脫除效果產(chǎn)生影響。 以2,3,7,8-TCDD為研究對象,采用量子化學(xué)對煙氣中臭氧氧化降解二VA英的機理進行初步分析和探討。通過結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn),降解2,3,7,8-TCDD主要有兩種途徑：(1)對碳碳雙鍵進行加成,使其發(fā)生斷裂；(2)通過取代反應(yīng)使得氯原子脫落或轉(zhuǎn)移。利用量子化學(xué)方法計算研究了O3粒子及NO3粒子降解2,3,7,8-TCDD的微觀反應(yīng)機理,并計算得到其反應(yīng)能壘。O3粒子通過臭氧加成及碳碳雙鍵斷裂,使2,3,7,8-TCDD最后降解為一個碳氧雜環(huán)和一系列氯代羰基化合物,而NO3粒子通過氯取代反應(yīng),使得2,3,7,8-TCDD上2,3,7,8取代位置上的四個氯原子全部被取代為氧原子,從而達(dá)到有效降解的目的。通過比較發(fā)現(xiàn),O3降解2,3,7,8-TCDD的反應(yīng)能壘顯著小于NO3降解2,3,7,8-TCDD的反應(yīng)能壘,表明03降解2,3,7,8-TCDD的能力顯著高于N03。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：X701.2
【圖文】：

能源的消耗總是與國民經(jīng)濟的發(fā)展水平息息相關(guān)的。如圖1.1所示，自改革開放以來，我國的人均能源消耗隨著人均國民生總值的提高而逐漸加劇，趨勢十分明顯。1978年我國的人均能源消耗為0.59噸標(biāo)準(zhǔn)煤/人，能源消耗總量為5.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而2007年人均能源消耗已經(jīng)增加到2.02噸標(biāo)準(zhǔn)煤/人，能源消耗總量達(dá)到26.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，分別提高了2.42倍和3.65倍。更為重要的是，我國的經(jīng)濟仍處在高速發(fā)展中，能源消耗加劇的趨勢仍然在繼續(xù)。由于我國富煤貧油少氣的能源資源特點以及相對落后的經(jīng)濟發(fā)展階段，煤炭在我國能源消耗結(jié)構(gòu)中將長期處于主導(dǎo)地位。目前，我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消耗國，2007年我國煤炭消耗總量為25.8億噸，占全球煤炭消耗總量的300<0左右。如圖1.2所示，1978一2007年間，煤炭占我國能源消耗總量的比重始終維持在70%左右，預(yù)測到2015年，煤炭在能源消耗中的比重仍將達(dá)到60%以上。

浙江大學(xué)博士學(xué)位論文緒電力需求。由于我國動力用煤洗選率偏低，煤炭直接燃燒產(chǎn)生大量的大氣污染主要包括有煙塵，二氧化硫(50:)，氮氧化物(No、)，碳氧化物(CO/CO汞(Hg)等有毒重金屬，揮發(fā)性有機物(VOCs)以及強致癌物二llg英等。這染物對我國的大氣環(huán)境和生態(tài)環(huán)境造成了極其嚴(yán)重的污染和破壞，對人體健康不可避免地產(chǎn)生直接或間接的傷害和影響f2]。據(jù)國家環(huán)�？偩纸y(tǒng)計[3]，全國煙排放量的70%，50:排放量的90%，NO、排放量的67%，CO:排放量的70%均自煤炭的直接燃燒。

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 代紹凱;徐文青;陶文亮;亓昊;劉瑞輝;朱廷鈺;;臭氧氧化法應(yīng)用于燃煤煙氣同時脫硫脫硝脫汞的實驗研究[J];環(huán)境工程;2014年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 姜樹棟;利用臭氧及活性分子協(xié)同脫除多種污染物的實驗及機理研究[D];浙江大學(xué);2010年

本文編號：2724029