Разработка методики расчета процесса очистки топочных газов в наносекундной импульсной короне

Оглавление

Введение



Глава 1. Теоретические основы моделирования кинетических процессов при коронном разряде (обзор литературы).

1.1. Особенности технологии очистки топочных газов от вредных примесей в коронном разряде.

1.2. Математическое моделирование кинетики разрядных процессов

1.3. Особенности моделирования кинетических процессов стримерного разряда в среде топочных газов

1.4. Выводы

Глава 2. Комплексная инженерная методика учета плазмохимических процессов в модели развития стримера

2.1. Основные положения методики

2.2. Описание выбранной модели расчета одиночного стримера

2.3. Учет кинетических процессов в модели стримера в воздухе и топочных газах.

2.4. Отработка основных этапов комплексной методики анализа плазмохимических процессов на примере модели развития стримера в кислороде

2.5. Выводы.

Глава 3. Разработка математической модели и программы расчета процессов очистки топочных газов от N0



3.1. Моделирование разрядной стадии очистки

3.2. Моделирование послеразрядной стадии

3.3. Сравнение результатов расчетов по модели с	106 литературными данными

3.4. Выводы

Глава 4. Анализ результатов численного моделирования 122 процесса очистки топочных газов.

4.1. Состав и пространственная динамика наработки	122 химически активных частиц в стримере

4.2. Анализ пространственной и временной активности	131 компонентов плазмы разряда в удалении вредных

примесей топочных газов

4.3. Выбор внешних условий разряда, обеспечивающих	136 наибольшую благоприятность условий очистки

4.4. Диапазоны внешних условий, при которых	155 применимы полученные результаты

4.5. Выводы

Заключение Список литературы Приложение



Бведение

В связи с интенсификацией применения высоковольтных технологий для очистки газовых выбросов промышленных предприятий и сложностью проведения натурного эксперимента для анализа режимов работы очистного оборудования возникла необходимость дальнейшего развития и углубления методики исследования процессов в электрическом разряде в среде топочных газов.

Наиболее перспективным направлением в конструировании электрофильтров являются аппараты, функционирующие на основе коронного разряда. Коронный разряд характеризуется многообразием режимов горения, зависящих от конфигурации электродов, полярности напряжения на коронирующем электроде и т.д. Характерным для большинства режимов является возможность высокоскоростного ввода энергии, сопровождающегося слабым нагревом газа, и, следовательно, существенная неравновесностью газоразрядной плазмы. В этих условиях плазмохимические реакции инициируются процессами с участием электронно-возбужденных частиц, молекул и их диссоциацией электронным ударом [1].

Как показано в экспериментальных и теоретических работах по очистке газовых выбросов промышленных предприятий, наиболее перспективной для проведения очистки является стримерная форма коронного разряда наносекундной длительности положительной полярности. В качестве основных преимуществ можно назвать следующие:

- большее, по сравнению с лавинной формой разряда, соотношение щ/щ (пе - концентрация электронов, П; - концентрация



По мнению авторов [26], предложенная модель учитывает многоимпульсный характер воздействия и наличие узких каналов энерговыделения. Объем каналов составляет менее 1% объема разрядной камеры [26], и возмущение газа в них уже нельзя считать малым. Даже при небольших и средних энерговкладах в газ в каналах идут процессы, приводящие к значительному измененшо концентраций малых компонентов фонового газа, и, следовательно, меняется взаимодействие активных компонентов с фоновым газом. В каналах активные частицы взаимодействуют между собой, что вызывает их гибель и уменьшает эффективность очистки. Все эти явления в принципе нельзя учесть в рамках моделей с распределенным по пространству или по времени энерговкладом.

Следует отметить, что отдельное рассмотрение химической кинетики от процессов в газовом разряде (в частности, изменение концентрации электронов на разных этапах разряда) существенно загрубляет точность рассмотренной выше модели. Фактором, существенно влияющим на адекватность физической модели процесса, является также условие наличия существенной разницы между скоростями наработки радикалов и скоростями их последующего потребления (окисления), что приводит к учету только быстрых реакций вторичных процессов, а это не совсем корректно.

1.3.3.	Расчет кинетики плазмохимических процессов в одиночных стримерах

Модель одиночного стримера с расчетом кинетических реакций частиц на каждом шаге программы является вторым методом моделирования кинетики плазмохимических процессов в коронном стримерном разряде. Этот метод более подходит к