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汞具有持久性、易迁移性、高生物富集性和高生物毒性等特性,是一种且具有全球迁移性的环境污染物,汞污染控制目前的难点是Hg0的控制,如Hg2+和Hgp可以采用传统的静电除尘或布袋除尘去除,而Hg0属于非水溶性,常规的除尘设备难以去除,活性炭吸附技术不成熟,处理成本高。低温等离子体技术具有处理条件温和,工艺简单、占地面积小等特点,克服了传统污染控制技术的不足,可实现汞及多污染物协同控制的目的。 本文通过数值模拟、实验室研究相结合的方法,研究低温等离子体技术处理Hg0、NOx、SO2等多污染物协同控制效果及工艺条件。研究得出以下结论: 1、通过数值模拟,结果表明增加放电功率,可以提高向反应器注入的能量密度,诱导更多的自由基和活性粒子O3的产生,促进Hg0的去除效率;随着O2体积百分含量的增加Hg0的去除效率也增加;SO2和NO与Hg0对体系中氧化剂存在竞争关系;随着停留时间的增加NO、SO2和Hg0的去除效率增加。 2、研究双介质阻挡放电等离子体技术(DDBD)处理含汞废气的效果,研究结果表明,在添加HCl的时汞的去除效率可达到84.5%,无添加汞的去除率约在65%左右,该技术对于处理含汞废气具有一定的效果。但是该工艺产生的副产物NOx的浓度较高,同时反应气体中水份、粉尘影响反应器的放电过程。 3、研制了低温脉冲电源及配套的等离子体反应器,研究低温等离子体反应器协同控制Hg0、SO2、 NO气体的工艺条件。研究结果表明,在低温脉冲等离子体反应器中添加HCl的情况下汞的去除效率可达到90.9%,在无添加情况下,汞的去除率约在79%左右。在Hg0、SO2和NO的多污染物体系中,SO2和NO与Hg0对体系中氧化剂存在竞争关系,这也和数值模拟结果基本吻合,SO2和NO的存在不利于Hg0的去除。 4、通过工艺比较,设计了低温脉冲等离子体技术处理含汞废物处置过程中含汞废气工艺,该工艺具有较好的稳定性、较高的汞去除效果和较低的能耗,同时可以进行汞资源的回收利用,不存在二次污染问题等优点。