石灰石/石膏脱硫液的分析及HNCO加成反应研究

摘要

本论文包括两部分内容:一是石灰石/石膏脱硫液的分析。石灰石/石膏法湿法脱硫虽然能够降低烟气中二氧化硫的排放浓度，但烟气中水汽及所含可溶性盐的大量排放，应该是我国大面积灰霾爆发的主要因素。二是HNCO加成反应的研究，这为SO2与HNCO的加成反应提供了实验基础，它们的反应机理可能成为一种新的烟气脱硫反应。
　　一、石灰石厢膏脱硫液的分析
　　本论文综述了燃煤烟气湿法脱硫的现状及所存在的问题，通过对石灰石/石膏法湿法脱硫烟气中水汽及所含水溶性盐的详细分析，说明了湿法脱硫所存在的问题。
　　论文通过雾霾实验测量脱硫液的PM值，得出湿法脱硫清液的PM10在2500以上，PM2.5在600以上。对石灰石膏法脱硫浆液进行比重测定，得出水溶性盐含量1.4％，烟囱排放50℃饱和烟气中湿度在100-200g/m3，1m3烟气中可含有无机盐在1.4-2.8g，其排放量大约是SO2（SO2排放标准35mg/m3）的40-80倍。我们通过计算，得出水溶性盐排放量可能超过三种常规污染物的总和，这可能是我国雾霾大面积高强度发生的一个主要原因。
　　二、HNCO加成反应研究
　　在工业试验中已得到HNCO与SO2能够很好地发生反应，为了进一步其反应机理、产物及反应条件，本论文对HNCO的加成反应进行了比较详细的研究。HNCO与乙醇反应时，一分子乙醇可与两分子HNCO加成，生成脲基甲酸乙酯，不在继续与HNCO反应，这可能与脲基甲酸乙酯形成螯合的六元环有关;HNCO与正丁胺反应得到产物比较单一而且产率较高的丁基脲。丙酸及甲酰胺与HNCO反应时，一分子反应底物可与多分子HNCO加成。红外图谱分析表明:HNCO与乙醇、丙酸、正丁胺、甲酰胺等反应生成的产物中都带有-NH2。
　　在上述HNCO加成反应研究的基础上，进行了HNCO与SO2加成反应的研究，设计了两套实验装置，探索到一条易收集产物、耐酸性的实验装置，并得到了较佳的反应条件。测定了反应产物的含硫量，并对反应产物进行了提纯和一系列的结构表征，探讨了其反应机理。

目录

声明

摘要

1．1 课题研究背景

1．2 燃煤烟气湿法脱硫技术研究

1．2．1 湿法脱硫技术研究现状

1．2．3 石灰石-石膏法烟气脱硫技术常见问题

1．3 湿法脱硫系统颗粒物排放

1．3．1 排放烟气中的水汽含量

1．3．2 湿法处理烟气中细颗粒物的分析

1．4 HNCO的加成反应

1．4．1 HNCO的性质

1．4．2 HNCO的来源

1．4．3 HNCO的加成反应研究

1．5 本课题的研究意义及内容

1．5．1 课题研究的意义

1．5．2 课题研究内容

第二章 石灰石／石膏脱硫液的分析

2．1 实验样品及仪器设备

2．2 石灰石／石膏脱硫液的实验

2．2．1 石灰石／石膏脱硫液的雾霾实验

2．2．2 石灰石／石膏脱硫液比重的测量

2．3 高效气相烟气脱硫技术

2．4 本章小结

第三章 HNCO加成反应研究

3．1 HNCO的加成反应原理

3．2 实验药品及仪器设备

3．3 实验装置

3．4 产率的测定

3．5 HNCO与乙醇加成反应

3．5．1 实验步骤

3．5．2 目标产物的结构分析

3．6 HNCO与正丁胺的加成反应

3．6．1 实验步骤

3．6．2 目标产物的结构分析

3．7 HNCO与丙酸的加成反应

3．7．1 实验步骤

3．7．2 目标产物的结构分析

3．8 HNCO与甲酰胺的加成反应

3．8．1 实验步骤

3．8．2 目标产物的结构分析

3．9 本章小结

3．10 标准图谱

第四章 HNCO与SO2的加成反应

4．1 实验药品及仪器设备

4．2 实验装置及流程

4．2．1 高压釜装置及流程

4．2．2 高温反应炉装置及流程

4．3 反应产物含硫量的测定

4．3．1 样品的提纯及分析

4．4 结果与讨论

4．4．2 质谱分析(EI-MS)

4．4．3 核磁碳谱分析(13CNMR)

4．5 HNCO与SO2反应产物结构的推测

4．6 本章小结

5．1 总结

5．2 需要进一步研究的问题

参考文献

致谢