基于H2O2氧化的脱除烟气中Hg0的机制研究及条件优化

摘要

Hg0、SO2和NOx不仅是导致全球性环境污染的主要原因之一，也是引起人类健康危害的罪魁祸首。迄今为止零价汞（Hg0）的高效氧化脱除技术急需获得优化，如何实现Hg0、SO2和NOx三者高效同时脱除仍旧是一个难题。
　　本文利用氧化性较强的Fenton氧化体系对烟气中的污染物进行脱除。研究结果如下：
　　1)Fe3+/H2O2脱除Hg0的最佳条件为：Fe3+浓度0.008 mol·L-1，Hg0进口浓度40μg·m-3，溶液温度50oC，pH=3，H2O2浓度0.7 mol·L-1，氧气浓度6％。
　　2)烟气中加入SO2和NOx后会使Hg0的脱除效率增大。
　　3)实验采用响应曲面法研究了H2O2/Fe3+体系脱除烟气中Hg0的因素影响，并对其条件进行优化。以单因素条件的影响结果为基础，利用Box-Behnken设计（BBD）的三因素三水平实验考察溶液温度、H2O2浓度和Fe3+浓度3个条件的交互作用并进行分析，最终得出Hg0脱除的最佳条件为：溶液温度51.78 oC，H2O2浓度0.55 mol·L-1，Fe3+浓度0.0070 mol·L-1，在这个最佳条件下进行实验，Hg0的脱除效率可达到88.28%，接着对最优条件进行了验证，结果显示Hg0的脱除效率为89.23%±0.87%，与模型预测值基本吻合，也就是说基于响应曲面优化过程所得出的最佳工艺参数较准确可靠，对利用H2O2/Fe3+脱除钢铁行业烟气中Hg0的条件优化有一定的指导意义。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1.1 研究背景

1.1.2 选题意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 研究内容

第2章 离子种类对Hg0脱除的影响研究

2.1 实验部分

2.1.1 材料与方法

2.1.2 实验装置

2.1.3 实验步骤

2.1.4 分析方法

2.2 结果与讨论

2.2.1 Fe化合物对Hg0脱除效率的影响

2.2.2 Cu化合物对Hg0脱除效率的影响

2.2.3 Fe和Cu最优离子脱除Hg0的比较

2.3 本章小结

第3章 脱除烟气中Hg0的影响因素及其机理研究

3.1.1 实验材料

3.1.2 实验仪器

3.1.3 实验过程

3.1.4 分析方法

3.2.1 Fe3+浓度对Hg0脱除效率的影响

3.2.2 Hg0进口浓度对Hg0脱除效率的影响

3.2.3 溶液温度对Hg0脱除效率的影响

3.2.4 溶液pH对Hg0脱除效率的影响

3.2.5 H2O2浓度对Hg0脱除效率的影响

3.2.6 O2浓度对Hg0脱除效率的影响

3.2.7 SO2浓度对Hg0脱除效率的影响

3.2.8 NOx浓度对Hg0脱除效率的影响

3.3 本章小结

第4章 基于响应曲面法优化脱除烟气中Hg0的研究

4.1 响应曲面法简介

4.2.1 实验试剂

4.2.2 实验装置

4.2.3 实验步骤

4.2.4 分析方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 模型方差分析

4.3.2 响应曲面图与参数优化

4.3.3 最优值验证

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢