不同添加剂对提高尿素同时脱硫脱硝效率的研究

摘要

近年来大气污染问题越来越受到人们的重视，SO2和NOx是化石燃料燃烧排放的主要污染物，因此对锅炉烟道气中SO2和NOx的排放要求变的越来越严格。烟气湿法同时脱硫脱硝是一种较为有前景的脱硫脱硝方法，它具有工艺简单、投资费用少、无二次污染、同时对SO2和NOx脱除等诸多优点。
　　本文在直径为78mm，填料高度为1m的玻璃柱吸收塔内进行尿素添加剂同时脱硫脱硝的实验研究，吸收塔内装有规整波纹填料。首先，对尿素吸收反应热力学反应的可行性了研究，实验结果表明：在常温常压下，SO2和NOx的理论脱除率均接近100％。再而，通过在尿素溶液中加入不同种类的添加剂来测量SO2和NOx的脱除率，从而筛选出合适的添加剂，最终以LAO-30作为后续脱硫脱硝工艺条件实验研究的添加剂。最终，以尿素作为吸收剂进行单独脱硝与尿素/LAO-30作为吸收剂同时脱硫脱硝的工艺条件研究。研究了反应气速、液气比、吸收液温度、吸收液pH值、尿素质量浓度、LAO-30质量浓度对SO2和NOx的脱除率的影响。实验结果表明，SO2脱除率始终维持在98.5%以上，不同条件对NO的脱除率影响程度不同。尿素/LAO-30同时脱硫脱硝最优实验工艺条件为：气速为0.1m/s，液气比为10L/m3，吸收液pH值是7，吸收液温度为20℃，吸收液尿素质量浓度为3%，LAO-30质量浓度为0.04%。尿素/LAO-30同时脱硫脱硝的最优工艺条件下，SO2的脱除率可达99.3%，NO的脱除率可以达到76.8%。
　　本文对吸收反应产物离子浓度和尿素浓度进行了分析，结果表明：铵根、硝酸根和硫酸根是主要反应产物。尿素消耗速率曲线和铵根生成速率曲线均呈线性特征，说明尿素/LAO-30同时脱硫脱硝反应是零级反应。LAO-30的加入可以在一定程度上加快尿素消耗速率和铵根生成速率。

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第一章 文献综述

1.1 烟气单独脱硫技术

1.2 烟气单独脱硝技术

1.3 烟气同时脱硫脱硝技术

1.4 本课题的研究目的、意义和内容

第二章 尿素湿法同时脱硫脱硝理论基础

2.1 尿素湿法同时脱硫脱硝反应热力学分析

第三章 不同添加剂对尿素湿法同时脱硫脱硝影响的研究

3.1 实验装置与实验药品

3.2 烟气脱除率计算

3.3 无机类添加剂对NO和SO2脱除率的影响

3.4 氧化剂类添加剂对NO和SO2脱除率的影响

3.5 表面活性剂类添加剂对NO和SO2脱除率的影响

3.6 有机类添加剂对NO和SO2脱除率的影响

3.7 带特殊官能表面活性剂类添加剂对NO和SO2脱除率的影响

3.8 本章小结

第四章 尿素湿法单独脱硝工艺条件研究

4.1 实验装置与实验药品

4.2 液气比对NO脱除率的影响

4.3 气速对NO脱除率的影响

4.4 尿素质量浓度对NO脱除率的影响

4.5 吸收液温度对NO脱除率的影响

4.6 吸收液pH值对NO脱除率的影响

4.7 NO初始浓度NO脱除率的影响

4.8 SO2共存对NO脱除率的影响

4.9 本章小结

第五章 尿素/LAO-30湿法同时脱硫脱硝工艺条件研究

5.1 尿素湿法同时脱硫脱硝实验装置与具体流程

5.2 液气比对NO和SO2同时脱除率的影响

5.3 气速对NO和SO2同时脱除率的影响

5.4 尿素质量浓度对NO和SO2脱除率的影响

5.5 吸收液pH值对NO和SO2脱除率的影响

5.6 吸收液温度对NO和SO2脱除率的影响

5.7 NO初始体积浓度对NO和SO2脱除率的影响

5.8 LAO-30质量浓度对NO和SO2脱除率的影响

5.9 本章小结

第六章 尿素/LAO-30湿法同时脱硫脱硝动力学研究

6.1 动力学实验装置与实验药品

6.2 吸收反应液中各离子浓度分析测定方法

6.3 动力学实验研究

6.4 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

符号说明

致谢