氧化结合钙基湿法脱除NOX的工艺研究

摘要

我国大气NOx污染问题呈现出日益加剧的趋势,研究开发经济、高效的烟气脱硝技术显得十分必要和紧迫。本文针对液相氧化和气相氧化脱硝技术进行了系统研究,进一步明确了反应机理,设计开发了合理的工艺路线,并进行现场中试研究,为湿法脱硝的工业化应用奠定了理论和实验基础。
　　 首先,采用NaClO作氧化吸收剂,考察了主要操作参数对脱硝效率的影响。结果表明,在一定范围内,增加氧化剂浓度和NO浓度以及降低气相流量均可提高脱硝效率;温度升高有利于NOx吸收,但不宜超过60℃;SO2能促进NO的氧化吸收,使脱硝效率提高10％,脱硫效率接近100％;pH值的影响最为关键,pH值5～6为较佳范围;最后结合液相产物分析,探讨了NaClO同时脱硫脱硝反应机理。
　　 随后针对臭氧氧化-液相吸收工艺,分别从气相氧化和液相吸收两个角度考察了整体工艺路线。研究发现臭氧能够有效地氧化NO,过量氧化情况下,气相停留时间越长,越有利于NO的氧化;SO2对NO的氧化影响很小,却能促进NOx的液相吸收;综合比较吸收效率和经济性,筛选Ca(OH)2为最佳吸收剂,并考察了操作参数对NOx脱除的影响。
　　 在实验室小试的研究基础上,进一步开展了现场中试研究,中试规模为2000m3/h的实际锅炉烟气,分别在烟气脱硫前后工段进行脱硝实验。连续运行36h的中试研究表明,气相氧化-液相吸收工艺能稳定运行。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 立题依据

1.3 研究目标与研究内容

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

2 文献综述

2.1 概述

2.2 液相氧化吸收烟气脱硝技术

2.2.1 黄磷乳浊液法

2.2.2 亚氯酸钠法

2.2.3 氯酸氧化工艺

2.2.4 次氯酸钠氧化工艺

2.3 气相氧化结合液相吸收法

2.4 其他湿法脱硝技术

2.4.1 过渡金属离子催化法

2.4.2 金属络合法

2.4.3 尿素法

2.4.4 杂多酸法

2.5 本章小结

3 次氯酸钠液相氧化脱硝实验研究

3.1 实验装置及实验条件

3.1.1 气体和仪器设备

3.1.2 液相氧化吸收实验装置及流程

3.2 主要操作参数研究

3.2.1 NaClO浓度对脱硝效率的影响

3.2.2 进口气体NO浓度对脱硝效率的影响

3.2.3 吸收液温度对脱硝效率的影响

3.2.4 气相流量对脱硝效率的影响

3.2.5 吸收液初始pH对NOx去除率的影响

3.3 SO2对整个吸收体系的影响

3.3.1 脱硝效率

3.3.2 液相组分分析

3.4 本章小结

4 臭氧氧化工艺实验研究

4.1 实验仪器及装置

4.1.1 气体和仪器设备

4.1.2 多层石英管栓塞流反应器

4.1.3 臭氧氧化结合湿法吸收装置及流程

4.2 主要影响因素研究

4.2.1 臭氧注入量对NO、NO2浓度变化的影响

4.2.2 NO进气浓度变化对氧化率的影响

4.2.3 停留时间对NO2转化率的影响

4.2.4 SO2的对NO氧化效率的影响

4.3 本章小结

5 液相吸收实验研究

5.1 实验设备

5.2 脱硝吸收剂的筛选

5.3 氢氧化钙吸收

5.3.1 浆液浓度对吸收效率的影响

5.2.2 液相温度对吸收效率的影响

5.2.3 SO2的加入对吸收效率的影响

5.4 不同O3/NO对液相组分的影响分析

5.5 装置连续运行离子累积浓度变化及其对吸收效率的影响

5.6 本章小结

6 气相氧化液相吸收中试研究

6.1 中试工艺流程、设备及方法

6.1.1 工艺流程

6.1.2 实验设备

6.1.3 中试烟气条件

6.2 中试结果与分析

6.2.1 臭氧发生浓度的测定

6.2.2 氧化度对脱硝效率的影响

6.2.3 吸收剂筛选

6.2.4 液相产物分析

6.2.5 主要操作参数的影响

6.2.6 连续运行实验

6.2.7 脱硫前后脱硝情况对比

6.3 本章小结

7 结论与建议

7.1 主要结论

7.2 对未来工作的建议

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文及专利

致谢