过一硫酸氢盐化学吸收氧化去除甲硫醇恶臭气体

摘要

甲硫醇(CH3SH)是最具代表性的酸性恶臭气体之一,具有高毒、高腐蚀性、不易溶于水等特征,是严重威胁人身安全、亟需治理的恶臭污染物之一。恶臭气体处理方法较多,化学吸收氧化法是处理臭气最有效、最可靠的技术之一。本课题组前期进行了过氧化物化学吸收氧化去除甲硫醇恶臭气体的研究,发现在强碱性条件(pH=12-13)下,相比于过氧化氢(H2O2)、过二硫酸盐(PS),过一硫酸氢盐(PMS)表现出了优异的特性,CH3SH的去除率可以达到95％以上。
　　在已有研究基础上,本论文试图寻求一种在非强碱条件下吸收氧化去除CH3SH气体的方法。进行了pH对PMS化学吸收氧化去除CH3SH恶臭气体的影响研究,研究发现PMS在弱碱和酸性条件下均可有效去除CH3SH。分别深入探讨了弱碱性条件(pH=9)、酸性条件(pH=2)下PMS化学吸收氧化去除CH3SH。在弱碱性条件下,研究内容包括不同工艺参数对PMS氧化去除CH3SH的影响、适用条件、pH的缓冲对反应体系的影响。同时,在酸性(pH=2)条件下,本研究将Co2+活化PMS技术应用到CH3SH恶臭气体的去除,比较了单独PMS与Co/PMS降解CH3SH效果。本研究优化了反应体系,为实现在非强碱性条件下氧化去除CH3SH的方法提供支持。具体研究内容与结果如下:
　　(1)pH对PMS化学吸收氧化去除CH3SH影响实验。单独吸收液吸收时, CH3SH去除效果不佳;在pH≤12时,CH3SH出气迅速增加,不能有效去除。PMS可以有效促进CH3SH的去除。在强碱性条件(pH=11-13)时,CH3SH去除效果非常好。然而,在弱碱性条件(pH=8-10)时,PMS不同于H2O2,在pH小于CH3SH的pKa=10.3弱碱性条件(pH=8-10)下,CH3SH也可以有效去除50%以上的CH3SH,而此时H2O2对CH3SH没有去除效果。
　　(2)弱碱性(pH=9)条件下,工艺参数改变对PMS化学吸收氧化去除CH3SH的影响实验。pH=9时,增加PMS浓度或提高吸收液喷淋速率时,CH3SH去除率增高;减小进气速率时,CH3SH去除率越高。进气速率为0.5 L·min-1时, CH3SH去除率可达100%;进气浓度不同时,对CH3SH去除效率影响不明显,然而,进气浓度越大,CH3SH出气浓度越大。在进气速率较低,气体停留时间长时,PMS化学吸收氧化CH3SH适用范围较广,对低浓度、高浓度CH3SH恶臭气体都维持较高的去除率以及较低的出气浓度。
　　(3)弱碱性条件下,pH缓冲的影响实验。在弱碱性条件下(以pH=9为例),无缓冲溶液时,pH在反应过程中迅速减小,由弱碱性变为酸性(3.5左右), CH3SH的去除效果也迅速降低至60%。然而,当存在硼酸缓冲溶液时,120 min内,吸收液的pH基本未发生变化,去除率保持恒定在91%以上;pH=9时,比较不同缓冲溶液中阴离子对PMS去除CH3SH影响。相比于硼酸、磷酸盐缓冲溶液,碳酸盐缓冲溶液对PMS去除CH3SH有非常明显的促进作用,120 min内总去除率可达98%。
　　(4)酸性条件(pH=2)时,PMS化学吸收氧化去除CH3SH实验。降低进气速率,可大幅度提高CH3SH的去除效率。在进气速率为0.5 L·min-1时,CH3SH去除率为94%,因此,在酸性条件下,PMS化学吸收氧化去除CH3SH是可行的;Co2+可活化PMS,使CH3SH去除效率略微增加或减小。痕量Co2+可促进PMS去除CH3SH,过量Co2+可抑制氧化反应。Co2+可促使PMS快速分解,Co2+浓度越高,PMS分解速率越快。

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1 绪论

1.1 恶臭气体简介

1.2 恶臭气体的去除方法

1.3 化学吸收氧化法去除恶臭气体

1.4 基于过氧化物的化学吸收氧化法

1.5 选题的思路及研究内容

2 pH对PMS化学吸收氧化去除CH3SH的影响

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.3 结果与分析

2.4 本章小结

3 弱碱性条件下PMS化学吸收氧化去除CH3SH

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 结果与分析

3.4 本章小结

4酸性条件下PMS化学吸收氧化去除CH3SH

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果与分析

4.4 本章小结

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 创新点

5.3 建议

参考文献

致谢

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