气相氧化-液相吸收耦合脱硫脱硝技术实验研究

摘要

传统的燃煤烟气脱硫脱硝技术虽然在工业上已有广泛应用，但该技术仍然存在脱除效果不理想，污染物控制相对单一，设备占地面积大等问题。随着我国大气污染物排放标准不断提高，开发高效经济的脱硫脱硝一体化技术并探索实现工业化应用，已经成为当前新兴的重要研究领域。
　　本文开发了一套二氧化氯气相氧化二氧化硫和一氧化氮，过氧化氢/氢氧化钠液相吸收氧化产物等的耦合脱硫脱硝工艺。文中利用自制且自动化程度较高的双塔连续操作小试实验设备，分别对二氧化氯气相氧化过程、过氧化氢/氢氧化钠液相吸收过程以及两个过程耦合脱硫脱硝进行了深入实验研究，主要结论如下:
　　1、在二氧化氯气相氧化二氧化硫和一氧化氮过程中，温度升高有利于二氧化硫氧化，但不利于一氧化氮氧化。当反应温度80℃，总反应时间4s，摩尔比[ClO2]∶[SO2]∶[NO]≈1.6∶0.7∶1时，模拟烟气中一氧化氮的氧化率为95％，二氧化硫的氧化率为85％。
　　2、在过氧化氢/氢氧化钠液相吸收二氧化硫和一氧化氮过程中，高浓度的HO2-有利于污染物的氧化吸收。50℃时，[HO2-]∶[H2O2]=50％的条件是OH-浓度必须达到0.0104 mol·L-1以上，pH最小值是11.26。不考虑二氧化碳影响，当吸收液中过氧化氢0.6 mol·L-1、氢氧化钠0.1 mol·L-1时，模拟烟气中一氧化氮的吸收率达80％，二氧化硫的吸收率达99％。
　　3、在气相氧化-液相吸收耦合脱硫脱硝过程中，设定模拟烟气中二氧化硫浓度低于3.5 ppm，一氧化氮浓度低于14.6 ppm的最高排放标准为目标。通过均匀实验设计，在全组分烟气标况流量8.7 NL·min-1，二氧化硫浓度700 ppm，一氧化氮浓度975 ppm基础上，确定的达标排放关键条件是:氧化塔中二氧化氯气相浓度约2500 ppm，吸收塔液相流量40ml·min-1，过氧化氢浓度1.0 mol·L-1，氢氧化钠浓度1.0 mol·L-1。
　　全部研究表明，气相氧化-液相吸收耦合脱硫脱硝工艺具有效率高，绿色环保，操作方便，脱除范围广，连续稳定的特点。另外，现场制备氧化剂和吸收液成本低，运费少。在新形势下，该技术发展潜力很大。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 二氧化硫和氮氧化物的危害、来源以及排放控制形势

1．1．1 二氧化硫和氮氧化物的危害

1．1．2 二氧化硫和氮氧化物的来源

1．1．3 二氧化硫和氮氧化物的排放控制形势

1．2 控制燃煤二氧化硫和氮氧化物排放的技术现状

1．2．1 燃烧前控制技术

1．2．2 燃烧中控制技术

1．2．3 燃烧后控制技术

1．3 二氧化氯和过氧化氢在脱硫脱硝方面的研究进展

1．4 本文的研究意义与内容

第二章 试验系统与研究方法

2．3 脱硫脱硝装置

2．4 实验检测与分析方法

2．5 实验步骤

2．6 本章小结

第三章 二氧化氯气相氧化二氧化硫和一氧化氮实验研究及分析

3．1 二氧化氯气相氧化二氧化硫和—氧化氮的分析

3．2 反应温度的影响

3．3 反应时间的影响

3．4 填料高度的影响

3．5 烟气流量的影响

3．6 烟气组分的影响

3．6．2 氧气含量的影响

3．6．3 水蒸气含量的影响

3．7 反应物浓度的影响

3．7．2 一氧化氮浓度对氧化率的影响

3．7．3 二氧化氯浓度对氧化率的影响

3．8 小结

第四章 过氧化氢/氢氧化钠液相吸收二氧化硫和一氧化氮实验研究及分析

4．1 过氧化氢在碱性条件下的解离过程分析

4．2 过氧化氢在碱性条件下脱硫脱硝过程分析

4．3 吸收塔操作条件分析

4．4 反应温度对吸收率的影响

4．5 氢氧化钠浓度对吸收率的影响

4．6 过氧化氢浓度对吸收率的影响

4．7 烟气流量对吸收率的影响

4．8 烟气组成对吸收率的影响

4．9 小结

第五章 气相氧化与液相吸收耦合脱硫脱硝实验研究及分析

5．1 二氧化硫和—氧化氮达标排放实验条件

5．2 吸收残液组分分析

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者及导师简介