生物膜填料塔同时脱硫(SO_2)脱氮(NO_x)动力学研究

研究运用3种动力学模型对生物膜填料塔同时脱硫脱氮的过程进行模拟研究,结果表明:生物膜内SO_2、NO_x的生化降解反应均为一级反应,且SO_2、NO_x在生物膜上的生化降解反应均为快速生化反应;依据吸附-生物膜理论及其动力学模型,对NO_x的出口质量浓度、生化去除量及净化效率进行模拟及对比验证表明,利用该理论建立的动力学模型模拟的理论值与实验值之间具有较好的相关性(相关系数在0.70~0.99);运用吸附传递生物降解机理及其动力学模型,对NO_x的出口质量浓度、生化去除量及净化效率进行模拟及对比验证表明,NO_x的出口质量浓度、生化去除量的理论值和实验值之间相关性较好,相关系数分别为0.99、0.89,而其净化效率的理论值与实验值之间的相关性不高(相关系数只有0.55).     

纯氧氧化结合湿法吸收对燃煤烟气脱硝的实验研究

本文通过实验研究了氧气对模拟烟气中NO氧化率的主要影响因素,以及氢氧化钠溶液吸收法对氧化后模拟烟气中NOx的去除率。实验中首先重点研究了进口NO浓度、反应温度、氧气浓度和烟气中SO2浓度对NO氧化率的影响,在此基础上还研究了NO氧化率和碱液吸收法对烟气中NOx去除率的关系。实验结果表明在低温条件下,增大进口NO浓度、氧气浓度和氧化反应时间,均有利于增大NO氧化率,而且NO氧化率随上述参数增大起初增加显著,在达到一定值后增加趋势减缓,而烟气中SO2对NO氧化率影响较小。在氢氧化钠溶液质量浓度为6%,pH=9的吸收条件下,增加NO氧化率能促进模拟烟气的NOx去除率。     

SNOX法催化脱除模拟烟气中NO○x及SO2实验研究

为了实际考察SNOX方法的工艺条件对烟气中NO○x及SO2的催化脱除效果,针对NO○x的催化还原反应,采用浸渍法制备CuO/γ-Al2O3催化剂,考察了反应温度、空间速度、n(NH3)/n(NO○x)、SO2浓度对NO○x转化率的影响;针对SO2催化氧化反应,采用筛选出的V2O5催化剂,实验考察了反应温度、空间速度、n(O2)/n(SO2)对SO2转化率的影响.以实验研究成果为依据,进行了反应动力学计算.研究结果表明,在实验确定的最佳工艺条件下,NO○x还原率可达87.5%,经两级氧化SO2的转化率达94.3%.     

化学强化剂提高生物膜填料塔烟气同时脱硫脱氮性能的实验研究

对采用外加化学强化剂提高生物膜填料塔烟气同时脱硫脱氮的性能进行实验研究.结果表明,当按最优化学强化剂添加量添加硝酸镧0.25+硝酸铈0.25 mg/L、硫酸镁0.5 g/L、乙酸钠0.3 g/L时,生物膜填料塔的NOx净化效率可达61.78%,脱硫率为100%.进一步的长时间连续运行实验结果表明,在对SO2的净化效率达到100%的同时,按添加最优化学强化剂条件实验操作的生物膜填料塔的NOx净化效率明显高于对比空白实验的NOx净化效率,其NOx净化效率的平均值提高了14.78%.实验为研究形成提高生物法烟气同时脱硫脱氮性能(尤其对提高烟气脱氮效率)的新型化学强化技术方法奠定了基础.     

净化NOX生物膜填料塔的微生物分析

使用生物膜填料塔净化烟气中的NOx.实验结果表明,循环液pH、循环液流量、NOx气体进口浓度、气体流量对生物膜填料塔的NOx净化效率和生化去除量有显著影响.在NOx进口气体浓度为900mg/m3、气体流量为0.2m3/h、循环液pH为6.0、循环液流量为10L/h的最佳操作条件下,生物膜填料塔可以脱除烟气中80%左右的NOx.生物膜微生物的优势种为少动鞘氨醇单胞菌,通过平板计数法得到的生物膜最大活菌数为1.455×107CFU/g.     

微生物催化大洋多金属结核和黄铁矿共同浸出及反应动力学模型

为了直观地表征大洋多金属矿微生物浸出过程中各因素的相互关系,进行了微生物催化MnO2-FeS2-H2SO4体系的好氧和厌氧浸出实验,利用DLVO理论建立厌氧条件下微生物催化浸出氧化锰矿物中有价金属的动力学模型--收缩核模型.微生物在厌氧条件下催化大洋多金属矿和黄铁矿的氧化还原反应,浸出锰的机理是细菌催化铁离子在二价和三价的循环转化;微生物吸附在矿物表面加速反应的进程,矿物颗粒在反应中不断缩小.进一步实验表明收缩核模型曲线与实验曲线拟合较好,验证了模型的可靠性.     

钴络合物体系同时脱硫脱硝实验研究

烟气同时脱硫脱硝中,NO脱除是其关键问题,乙二胺合钴具有高效催化氧化NO的能力,但Co2(SO3)3沉淀的生成导致脱硝效率降低,实验在乙二胺合钴溶液中加入尿素,使吸收后SO2高效氧化,生成易溶于水的Co2(SO4)3,以保证长时间高的NO脱除效率和高的SO2吸收氧化效率。实验表明:乙二胺合钴溶液中加入尿素,可保证吸收后SO2氧化效率接近100%,NO脱除效率在95%以上;正交实验表明:吸收液pH值对SO2的吸收效率影响最大,其次为吸收液温度和尿素浓度;烟气中氧气含量对SO2的氧化效率影响最显著,其次是吸收液温度和尿素浓度。     

MnO_2催化臭氧氧化模拟草酸废水

比较了单独臭氧氧化、MnO_2催化剂吸附和MnO_2催化臭氧氧化3个体系对模拟草酸废水COD的去除效果,考察催化剂投加量对COD去除率的影响,并建立和验证了草酸氧化降解中的独立反应式.实验结果表明:单独臭氧氧化、MnO_2催化剂吸附和MnO_2催化臭氧氧化3个体系对模拟草酸废水COD的去除率分别为4.94%、20.83%和44.44%.MnO_2催化剂最佳投加量为0.500 g/L时,COD(草酸初始质量浓度500 mg/L,初始COD质量浓度89 mg/L,反应时间1 h)的去除率高达85.87%,由于MnO_2催化O_3产生·OH,MnO_2/O_3体系对模拟草酸废水COD的去除率明显提高.依据化学计量矩阵方法,验证并确立了草酸氧化降解过程的独立反应式.动力学理论计算和实验结果均表明,MnO_2催化臭氧氧化模拟草酸废水COD的降解过程符合准一级动力学方程(R~20.9).     

可再生半胱氨酸亚铁溶液同时脱除SO2和NOX

可再生半胱氨酸亚铁溶液同时脱除SO2和NOx在喷射鼓泡反应器中进行实验研究,实验结果表明,在碱性条件下,半胱氨酸亚铁溶液吸收NO后生成亚硝酸络合物,随后半胱氨酸（CySH)被氧化成胱氨酸（CySSCy),而吸收的NO被还原成N2,CySSCy能被烟气中的SO2还原为CySH,使半胱氨酸溶液脱硫脱硝反应得以循环进行,吸收液的PH值,Fe(CyS)2的浓度对NOx脱除有影响,可用传质模型进行解释,在55度和pH=9的条件下,能同时达到82．3％和NOx脱除率和94．4％的SO2脱除率。     

MnOx/WO3/TiO2低温NH3选择性催化还原NOx的性能

采用一步浸渍法制备不同WO3含量的MnOx/WO3/TiO2催化剂,在模拟氨气选择性催化还原NOx的反应条件下(NH3-SCR)对催化剂的低温反应活性进行考察,同时设计3种工况的宏观暂态实验考察烟气各组分影响因子在催化反应过程中的作用,研究NOx的催化还原过程.研究结果表明:适度添加WO3可以显著提高锰系催化剂的反应活性,15％MnOx/5％WO3/TiO2表现出较好的低温活性,80～240℃的温度窗口内NO转化率超过85％；添加过量和过少均导致催化剂的活性呈现不同程度的下降趋势,尽管添加7.5％ WO3提高催化剂的高温活性(＞240℃).在NH3-SCR反应中,NH3的吸附活化作为控制步骤对整个反应至关重要,气质有氧状态下NH3可较小程度的还原NOx.O2的存在促进NO的氧化,保护催化剂表面的氧化活性中心,促进NH3的吸附与活化.     

基于自由基链式反应改进干法烟气脱硫技术的方法

为了提高干法烟气脱硫反应的速率并改良脱硫产物,提出了一种基于自由基链式反应同步氧化烟气中NO和SO2的方法。对该方法的机理进行了分析,提出了利用添加剂引发烟气中链式反应的设想。分别选用双氧水、碳氢化合物、硝酸作为添加剂开展了实验研究。实验结果表明:利用链式反应同步氧化烟气中的NO和SO2是可行的。添加剂的选取很关键:双氧水和碳氢化合物由于自身消耗OH自由基,不能维持链式反应的进行;硝酸热解可有效地提供OH自由基,实现NO和SO2的同步氧化。优化反应条件有助于提高NO和SO2的氧化率。     

有机废气净化生物膜滴滤塔代谢产热的理论模型

将生物膜滴滤塔内的多孔填料简化为由多个管内覆盖有生物膜的竖直毛细管并行排列构成的填料，建立了一个净化低浓度有机废气的代谢产热毛细管模型.在模型中，首先，结合生化反应动力学理论，考虑气液界面、液膜和生物膜内的传质阻力以及氧对微生物生化反应的限制，获得了污染物在生物膜滴滤床内的浓度分布；再运用生化反应代谢产热理论，考虑生物降解和液膜的导热热阻，建立了生物膜和气液两相中的能量方程；最后，对方程进行离散迭代求解，获得了生物膜滴滤床内的温度分布.理论模型预测结果与实验值基本吻合. 计算结果表明：气液流量一定，结构参数不变时，进口污染物浓度越高，滴滤塔出口气体温度也越高；污染物进口浓度一定时，滴滤塔出口气体温度随气体流量的增大而上升，而随着液体流量的增加而下降.     

有机废物气化-焚烧处理尾气排放灰色预测模型研究

由于气化焚烧过程NOx 和SO2 产生机理的复杂性,利用动力学方程对其进行预测存在较大的困难,运用灰色理论及方法建立了固体废弃物气化-焚烧两段处理中NOx 、SO2 排放的灰色预测模型.以灰色理论GM(1,1)和GM(2,1)模型为基础,通过不同工况条件下固体废弃物的实验数据用灰色理论建立了相应的模型方程,对所建模型进行了误差检验.计算表明,所建模型的预测结果与实验值比较接近,能够很好地预测固体废弃物气化-焚烧两段处理中NOx 和SO2 排放特性.     

湿法烟气脱硫过程亚硫酸钙的氧化

燃煤电厂烟气脱硫过程中亚硫酸钙的氧化是脱硫工艺中的重要化学过程,针对300MW发电机组石灰石湿法烟气脱硫工艺,采用按比例缩小方法,研究并设计了亚硫酸盐氧化动态模拟实验与分析装置.采用正交实验方法,研究亚硫酸盐氧化动力学过程, 实验结果表明:初始pH值为4.5左右,反应温度在40～50℃,空气流量0.15～0.2m3/h,转速200～300r/min,及存在Mn2 催化的情况下有利于亚硫酸钙的氧化.     

过渡金属离子液相催化氧化低浓度烟气脱硫

对Mn2+,Fe2+,Zn2+3种过渡金属离子液相催化氧化低浓度烟气脱硫的效果进行了对比,并对Mn2+液相催化氧化烟气脱硫的相关工艺参数进行了优化;运用溶液化学原理,对SO2及Mn2+在溶液中的组分进行了计算,研究了Mn2+液相催化氧化烟气脱硫的机理.研究结果表明:Mn2+,Fe2+和Zn2+3种过渡金属离子对烟气脱硫都有催化作用,Mn2+的催化效果最佳;在烟气中,当SO2体积分数为1.4%,O2体积分数为10%,烟气流量为140L/h,吸收液体积为200mL,温度为24℃,吸收液pH为5～6及吸收液中Mn2+浓度为0.15mol/L时,经过一段吸收反应,SO2转化率大于80%,烟气脱硫率大于75%;当吸收液pH=5～6时,锰主要以Mn2+形式存在,SO2主要以HSO-3的形成存在;其催化反应的机理为:Mn2+与HSO-3反应形成络合物,成为反应链的引发剂来诱发氧化反应.     

生物法净化工业废气的研究进展

综述生物法净化SO2、NOx、VOCs工业废气的研究现状,包括机理、工艺、降解微生物及应用情况等.生物法净化工业废气具有低成本、二次污染少等优点,在我国具有广阔的发展前景.     

旋转喷雾塔Ca（OH）2/NaClO2联合脱硫脱硝数值模拟

针对开发低温烟气联合脱硫脱硝技术的需求,采用欧拉-拉格朗日方法,建立了旋转喷雾塔气固流动与脱硫脱硝反应耦合的三维数理模型.气相场采用k-ε湍流模型,SO2,NOx的吸收采用双膜理论模型.以2个180 m2烧结烟气的旋转喷雾塔为模拟对象,采用Ca(OH)2/NaClO2浆液作为吸收剂,考察了NaClO2/Ca(OH)2摩尔比、烟气流速、烟气温度、SO2和NO的浓度等对烟气二氧化硫和氮氧化物脱除效率的影响.研究结果表明:随着溶液中NaClO2/Ca(OH)2摩尔比的增加,氮氧化物的脱除效率显著提高,二氧化硫的脱除效率无明显变化;随烟气流速、温度的增大,二氧化硫以及氮氧化物脱除效率均有所降低;氮氧化物的脱除效率随SO2浓度的增大无显著变化,而二氧化硫的脱除效率明显降低;随NO浓度的增加,氮氧化物脱除效率明显降低,二氧化硫脱除效率无显著变化.     

活性碳纤维的SO2和NO脱除特性

通过自行搭建实验系统进行动态活性碳纤维(ACF)脱除SO2和NO的观测实验,借助电镜、Xps等深入了解脱除过程的基本特性,在此基础上比较分析主要因素的影响.结果表明,ACF能够吸附、脱除SO2和NO,而且都是先吸附,后反应;脱除过程的化学机理不同:ACF催化SO2被氧化成SO3,催化NO被还原成N2.ACF表面上的官能团和表面势场能够降低反应所需的活化能,起到类似催化剂的作用,ACF表面官能团与吸附对象之间势能状态的不同导致脱除过程中发生氧化和还原两种截然不同的化学反应.反应温度,混合气体流速和水蒸汽含量等对吸附的影响进而影响脱除效率.     

SO_2对NO催化氧化过程的影响 I.载体的作用

研究了载体在 SO2 影响 NO催化氧化过程中的作用 ,考察了反应温度为 42 3 K时 ,γ-Al2 O3、Zr O2 、Ti O2 和 Si O2 4种载体及其负载的 Pt催化剂对 NO的氧化性能 ,与 SO2 存在下的 NO反应活性相比 ,只有 γ-Al2 O3及其负载的 Pt催化剂上存在 SO2 促进 NO氧化的现象。运用 BET、XRD、IR及固体酸度测定等多种表征手段 ,对不同载体在反应前后的化学结构和表面性质进行了分析 ,并与反应过程相联系 ,证实 SO2 的吸附改变了γ-Al2 O3的表面结构 ,有利于产物 NO2 的脱附 ;而对 SO2 吸附能力较弱的其他载体或催化剂 ,SO2 的影响则不同     

液相生化法烟气脱硫机理及动力学

试验研究pH、Fe3+浓度、SO2浓度和温度对液相生化法烟气脱硫反应动力学的影响.结果表明:Fe3+浓度是整个脱硫过程中最关键的影响因素,Fe3+浓度为0—0.01mol/L时,脱硫效率随Fe3+浓度的增加而增加,继续增加Fe3+浓度,脱硫效率没有明显变化;pH在1.5—3.5范围内,脱硫效率随H+浓度的升高而降低;SO2浓度在1145—2232mg/m3范围内,脱硫效率随SO2浓度的增加而降低;温度在20℃—35℃范围内,脱硫效率随温度升高而升高.同时,在推理液相生化法烟气脱硫机理的基础上,建立了Fe3+浓度变化的动力学方程,用动力学方程计算的Fe3+浓度很好地和试验值吻合.