DBD氧活性物质注入法氧化亚硫酸铵的研究

摘要

煤炭是我国目前主要的能量来源，二氧化硫是煤炭燃烧过程产生的主要气态污染物之一，巨大的二氧化硫排放量是导致酸雨污染的最主要根源。工业脱硫目前主要是湿法脱硫，如利用石灰石或者氨水吸收净化烟气SO2，在吸收塔内生成大量的亚硫酸盐溶液。亚硫酸盐不稳定，易分解形成二次污染，需要进行氧化处理。现今对吸收塔内亚硫酸盐的氧化一般是利用大功率鼓风机通过鼓入大量空气，利用其中的氧气达到氧化亚硫酸盐的目的。这种方法的缺点是:为了使氧气与亚硫酸盐充分反应，往往需要扩大接触池的体积，直接导致吸收塔的占地面积的扩大;同时，由于空气中氧气的含量少并且氧气的氧化能力有限，需要风机不断鼓入空气，耗费大量的电能。
　　低温等离子体技术可以在含氧氛围里有效生成氧活性物质，为了解决强制曝气法氧化效率低，本文采用介质阻挡放电(DBD)技术生成氧活性物质，注入到亚硫酸铵溶液中，达到氧化亚硫酸铵的效果。研究了介质阻挡放电反应器分外置和内置两种方式氧化亚硫酸铵的效果，考察了反应条件对亚硫酸铵氧化效果的影响，并和强制曝气氧化方法进行了对比，得到如下结果:
　　(1)介质阻挡放电装置的外置和内置氧化法都能释放出大量氧活性物质，在较短时间内高效氧化亚硫酸铵，效率达到近100％，电气因素和溶液性质因素不同程度地影响亚硫酸铵的氧化效果。
　　(2)比较了外置氧化法与曝气法对亚硫酸铵的氧化效果，考察了臭氧浓度、反应温度、亚硫酸铵初始浓度等因素对氧化率的影响。结果表明:与曝气法相比，外置氧化亚硫酸铵的氧化率有明显的提高;臭氧浓度越高，亚硫酸铵的氧化率越高;气量越大，温度越高越有利于氧化反应的进行;亚硫酸铵的初始浓度较低时，最终的氧化率较高;初始pH对外置氧化亚硫酸铵的反应基本没有影响。
　　(3)比较了内置氧化法与曝气法对亚硫酸铵的氧化效果，考察了施加电压、载气气量、硫酸铵含量等因素对氧化率的影响。结果表明:与曝气法相比，采用内置法时亚硫酸铵的氧化率有明显提高;较高的施加电压有利于亚硫酸铵的转化;气量越大，初始pH越小越有利于氧化反应的进行。验证了在内置氧化法中，注入亚硫酸铵溶液的不仅有臭氧还有其它的氧活性物质，能耗与外置氧化法相比有明显的降低。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 烟气脱硫的必要性

1．1．1 二氧化硫对人类健康的危害

1．1．2 二氧化硫对植物的危害

1．1．3 二氧化硫对金属的腐蚀

1．1．4 二氧化硫对生态环境的影响

1．2 烟气脱硫的原理和工艺

1．2．1 石灰石湿法烟气脱硫工艺

1．2．2 海水烟气脱硫工艺

1．2．3 喷雾干燥工艺

1．2．4 电子束烟气脱硫工艺

1．2．5 烟气循环流化床脱硫工艺

1．2．6 氨法烟气脱硫工艺

1．3 亚硫酸铵的氧化方法综述

1．3．1 传统氧化法

1．3．2 放电等离子体氧化技术

1．4 介质放电等离子体技术

1．4．1 等离子体概述

1．4．2 介质阻挡放电等离子体

1．5 研究思路和研究内容

1．5．1 存在问题和研究思路

1．5．2 研究内容

2 实验仪器及方法

2．1 实验仪器及药品

2．1．1 亚硫酸铵性质

2．1．2 实验仪器和设备

2．1．3 实验药品

2．2 实验装置及方法

2．2．1 实验装置

2．2．2 实验方法

3 外置法注入氧活性物质氧化亚硫酸铵的研究

3．1 引言

3．2 外置氧化法与传统曝气法的比较

3．3 外置氧化法时亚硫酸铵氧化的影响因素

3．3．1 臭氧浓度的影响

3．3．2 载气气量的影响

3．3．3 初始浓度的影响

3．3．4 反应温度的影响

3．3．5 溶液初始pH的影响

3．4 本章小结

4 内置法注入氧活性物质氧化亚硫酸铵的研究

4．1 引言

4．2 内置氧化法与传统曝气法的比较

4．3 内置氧化法时亚硫酸铵氧化的影响因素

4．3．1 放电电压的影响

4．3．2 初始浓度的影响

4．3．3 载气气量的影响

4．3．4 反应温度的影响

4．3．5 溶液初始pH的影响

4．4 内置氧化法与外置氧化法的比较

4．5 本章小结

5 总结与建议

5．1 总结

5．2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢