氧化液膜脱硫新技术的研究

摘要

根据国家最新的烟气脱硫政策，大中型燃煤锅炉要求实行强制性脱硫。而对于大量200 MW以下的中小型燃煤锅炉的烟气脱硫，在政策上与技术上都是“盲点”。我国中小型锅炉量大面广，不可能上复杂的脱硫系统，其污染总量却占很大比例。 在此形势下，本课题提出了H2O2氧化液膜脱硫方法，该方法设备简单，脱硫效率高，副产物废酸可以被有效利用，无二次污染。适合量大面广的中小型锅炉的脱硫。 H2O2特性实验结果表明，在本实验反应条件范围内，温度、过氧化氢初始浓度、pH值和灰分等因素对H2O2分解率影响不大。而反应器结构和气流对之可造成较大的影响，H2O2分解率可达到10％以上。 实验表明，H2O2氧化液膜脱硫方法，脱硫效率可达95％以上。H2O2主体浓度足够大时，SO2进气浓度和H2O2浓度基本不影响SO2去除率。当溶液中硫酸浓度增大到2 mol/L时，SO2去除率下降到92％。填料层高为5 cm，当温度从20℃上升到80℃时，SO2去除率从95.98％增加到97.25％。当气液比为12.5时，SO2去除率可达到95.57％，而当气液比为100时，SO2去除率降到了82.47％。填料层高为3.5 cm时，SO2去除率为95.57％，随着填料层高度的增加，SO2去除率增加缓慢。 H2O2溶液吸收SO2是传质-反应过程。当吸收液溶剂为20％的硫酸溶液时，SO2和H2O2的反应的二级速率常数k2为3334.3 Lmol-1s-1，液相传质系数kL为2.23×lO-5 ms-1，气相传质系数kG为0.0735mol/m2·satm，增强因子E为27。因此SO2和H2O2的反应为瞬间反应。 为了寻找脱硫废酸的综合利用出路，本课题尝试利用粉煤灰富含氧化铝的特点，将它试制成硫酸铝絮凝剂用于废水处理。用活性艳红和分散兰作为模拟印染废水，该絮凝剂的脱色效率分别达到93％和88％。废酸是H2O2脱硫方法的副产物，粉煤灰燃煤锅炉的废弃物，利用废酸与粉煤灰制造硫酸铝絮凝剂来处理废水，达到了以废治废目的，走出一条循环经济的新路子。 钙基脱硫存在固废石膏、腐蚀、结垢等问题。H2O2氧化液膜脱硫方法脱硫效率高，设备简单，废酸能够综合利用，可以发展成为一种新型的无二次污染，又适合中小锅炉的脱硫技术。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:主要符号说明、图表目录

声明

第一章绪论

1.1我国SO2排放现状

1.2脱硫技术综述

1.2.1湿式抛弃工艺

1.2.2湿法回收流程

1.2.3干法抛弃流程

1.2.4干法回收流程

1.2.5半干法抛弃流程

1.3脱硫石膏的处置和利用现状

1.3.1脱硫石膏的性质

1.3.2国外脱硫石膏利用现状

1.3.3我国脱硫石膏处置现状和利用存在的问题

1.4本课题研究的意义

第二章实验装置与分析方法

2.1实验装置

2.1.1配气系统

2.1.2吸收塔

2.1.3吸收液喷淋和循环系统

2.1.4 SO2检测系统

2.2分析方法

第三章过氧化氢特性研究

3.1过氧化氢的性能

3.2过氧化氢在环境治理中的应用

3.3影响过氧化氢分解的因素

3.3.1温度

3.3.2过氧化氢浓度

3.3.3酸碱度

3.3.4灰分的影响

3.3.5反应器结构及气流的影响

3.4小结

第四章过氧化氢吸收二氧化硫的化学传质动力学

4.1二氧化硫和过氧化氢反应的宏观速率常数K2的测定

4.2.1实验过程

4.2.2结果与分析

4.2传质系数的确定

4.2.1吸收过程中气液平衡常数的确定

4.2.2湿润表面aw的确定

4.2.3液相传质系数kL的确定

4.2.4气相传质系数kG的确定

4.2.4总传质系数的确定

4.3增强因数的确定

4.4化学传质分析

4.5小结

第五章脱硫实验的结果与分析

5.1水和H2O2溶液吸收SO2的比较

5.2吸收过程的影响因素分析

5.2.1 SO2进口浓度的影响

5.2.2 H2O2初始浓度的影响

5.2.3硫酸浓度的影响

5.2.4反应温度的影响

5.2.5气液比的影响

5.2.6填料层高度的影响

5.3 H2O2利用率

5.3.1实验方法

5.3.2结果与分析

5.4小结

第六章废酸的利用

6.1废酸利用现状

6.1.1钢材酸洗除锈

6.1.2废酸浓缩回收

6.1.3废酸用于矿物处理

6.1.4废酸制取建材石膏

6.1.5制备粉煤灰基絮凝剂

6.2实验部分

6.2.1实验用药剂和仪器

6.2.2实验方法

6.3酸改性粉煤灰处理模拟印染废水的研究

6.3.1粉煤灰改性前后对模拟印染废水脱色率的比较

6.3.2投加量对脱色率的影响

6.3.3 pH对脱色率的影响

6.4小结

第七章结论及建议

7.1结论

7.2建议

参考文献

致 谢

攻读学位期间发表的论文