活性焦烟气脱硫脱硝的静态实验和工艺参数选择

在自制活性焦烟气脱硫脱硝静态实验系统上,考察了温度、空速、二氧化硫浓度、氧气浓度、水蒸气浓度、NO浓度、氨氮体积比等工艺参数对活性焦脱硫脱硝性能的影响,探索了使活性焦脱硫脱硝效率达到较优的工艺参数.结果表明:温度在120～180℃范围内时,温度越低越有利于活性焦的脱硫性能,而温度为130℃时,脱硝效果较好;空速在小于1000/h时,随着空速的增大,活性焦的吸附性能显著增加,继续增大空速,活性焦相对质量的增加明显降低;烟气中sO2浓度小于2 L/m3时,活性焦对SO2的吸附量有明显增大的趋势,但so2浓度继续增大时,超过了活性焦的饱和吸附量,吸附性能下降;氧气、水蒸气体积分数含量均为6%时,大大促进了活性焦对So2的吸附性能,含量过高或过低都不能达到最佳效果,而氧气浓度、NO浓度对脱硝性能影响不大.通过实验得到的较优脱硫工艺参数值为反应温度120℃、空速1000/h、SO2体积比2L/m3、O2体积分数6%、H2O体积分数6%时,脱硫效率高达98%;脱硝工艺参数值为温度130℃、空速1000/h、02体积分数6%、NO体积分数500mL/m3、(4)NH3/(4)No=1时,脱硝效率为70%.     

煤焦还原法脱硝技术研究

为了更有效地控制燃煤烟气中NO的排放,通过模拟工业锅炉燃煤烟气,在固定床反应器中进行脱硝反应,研究了煤焦种类、反应条件、烟气成分等因素对NO转化率的影响。结果表明:在所考察的3种煤焦中,工业兰炭适合作为实验煤焦,其粒径为0.6~1.0mm较为适宜;随着温度的增加,NO转化率逐渐增加,在温度为700℃、空速为10 000h-1的条件下,NO转化率可达99%;随着空速的增加,NO转化率逐渐减少,但在700℃时空速变化对NO转化率没有影响;在无氧条件下,NO浓度变化对NO转化率没有影响;相同温度下,有氧存在时NO转化率较无氧时NO转化率高,O2浓度达4%(体积分数)时NO转化率最高;在有氧条件下,SO2和CO2的浓度变化对NO转化率没有影响。     

烧结烟气鼓泡脱硫的三维数值模拟

对钢铁行业烧结工序的烟气脱硫过程进行了数值模拟研究,以220 m2烧结烟气脱硫塔为模拟对象建立了鼓泡脱硫塔气液流动与脱硫反应耦合的三维数理模型,考察了Ca(OH)2浓度、表观气速、入口烟气温度、入口烟气SO2浓度对烟气中SO2脱除率的影响.以表观气速0.11m/s、入口烟气温度418 K、入口烟气SO2浓度1 600 mg/m3、Ca(OH)2浓度0.614 mol/L、浆液温度323 K为基准工况,逐一改变单个运行参数.研究结果表明:当Ca(OH)2摩尔浓度为0.1~0.614 mol/L时,脱硫率随浆液中Ca(OH)2浓度的增加显著增大;当表观气速为0.07~0.21m/s时,脱硫率随流速的增大而降低;当入口烟气温度为370~445 K时,脱硫率随温度的增大而降低;当入口烟气SO2浓度为2 000~2 400 mg/m3时,脱硫率随入口烟气中SO2浓度的增加有所降低.     

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。     

CO对铁丝网卷还原NO的影响实验研究

采用模拟烟气在水平布置的陶瓷管反应器中对金属铁丝网卷直接还原NO气体的特性进行了实验研究.烟气中NO的体积百分比为0.05％,配平气体采用N2,反应温度为300℃-1100℃.实验研究结果表明铁丝卷具有非常好的直接还原NO的能力.在N2气氛中,在500℃以下温度范围铁的脱硝效率低于40％,在500℃-800℃铁的脱硝效率迅速增加,当温度超过900℃后不同尺寸的铁丝卷对NO的脱除效率都超过99％.对铁表面的X光衍射分析(XRD)结果表明铁与NO反应后生成了铁氧化物,在550℃时铁的主要氧化物为Fe3O4,在1100℃时铁的主要氧化物为Fe2O3.扫描电子显微镜(SEM)结果表明550℃时铁样品表面比较细密,而1100℃时铁样品表面比较疏松,有利于NO气体向铁内部的扩散,从而利于提高NO脱除率.还原性气体CO通过还原铁的氧化物以保证金属铁和NO的连续反应,从而进一步提高NO的脱除效率.CO气氛中铁和NO反应后的XRD检测结果表明铁样品的主要成分是金属铁,此外含有少量的FeO.在含有16.8％ CO2以及1％-2％O2的模拟烟气条件下,当温度超过1000℃后,反应器中分别加2％和4.1％的CO气体后,铁丝卷脱硝效率可达到大约95％.     

等离子体氧化NO耦合湿式氨法同时脱硫脱硝试验研究

为提高燃煤烟气同时脱硫脱硝工艺中的脱硝效率,将等离子体氧化技术应用到湿式氨法脱硫工艺中,建立了等离子体氧化NO耦合湿式氨法的脱硫脱硝试验装置.考察了液气比、氨水浓度、烟气流量、烟气温度、NO初始浓度、SO2初始浓度等工艺参数对同时脱硫脱硝性能的影响.试验结果表明:提高液气比、增加氨水浓度、减少烟气流量、降低烟气温度、减小NO和SO2初始浓度都可以提高脱硝效率,而试验范围内工艺参数对脱硫效率的影响几乎可以忽略;当液气比为10 L/m3、氨水浓度为4 mol/L、烟气流量为10 m3/h、烟气温度为85℃、NO初始浓度为3.5×10-4、SO2初始浓度为1.0×10-3时,该试验装置的脱硫效率和脱硝效率分别为99.6%和69.4%.     

钠碱法烟气脱硫工艺技术

采用乙烯废碱液作为吸收剂, 对模拟烟气进行钠碱法烟气脱硫实验. 主要考察了进口烟气温度、烟气含氧量、液气比、进口烟气SO₂ 浓度、烟气流速对脱硫效率的影响, 并对采用该工艺技术的某厂进行经济效益分析, 得出脱硫效率达到95% 以上的工艺参数: 进口烟气温度80~90 ℃、烟气含氧量5%~6%、液气比3.5 L/m³、烟气流速3.5~4.5 m/s 等. 以2.0% NaOH 和7.2% Na₂CO₃ 平均浓度及以上浓度乙烯废碱液的脱硫效率较高. 此外, 乙烯废碱液在烟气速度较低时具有一定的发泡趋势.     

过硫酸盐溶液吸收烟气中NO的动力学

在鼓泡吸收反应器中,以过硫酸盐溶液为氧化剂吸收脱除烟气中NO,以双膜理论为基础,研究了吸收过程中的传质动力学。对NO的氧化吸收过程进行了分析,建立了气液传质模型,测定了动力学参数。比相界面(a)和气相传质系数(KG)。结果显示:温度为75℃,过硫酸盐溶液浓度在0.05~0.2 mol范围内,NO浓度≤1 000×10~(-6)(ppm),NO的反应级数为0.5,过硫酸钠的反应级数为1,并确定了过硫酸盐溶液吸收NO总的传质速率方程。     

石油生物脱硫菌UP-1培养及反应条件的优化

利用从胜利油田的土壤和污水中筛选到的能降解二苯并噻吩(DBT)的施氏假单胞菌UP 1,考察了培养温度、时间、pH值对菌种生长的影响,以及底物浓度、反应温度和反应时间对菌株UP 1脱硫性能的影响,并考察了UP 1静息细胞的重复使用性能。结果表明,UP 1最佳培养温度为30℃,培养时间为24h,培养基的pH为7.5;脱硫反应适宜的DBT质量浓度为500mg/L,反应温度为30℃,反应时间为20h;UP 1静息细胞具有可循环使用的脱硫活性。     

生物法还原高浓度高氯酸盐动力学及反应条件的优化

在高质量浓度高氯酸盐ClO_4~-(1 500 mg/L)的条件下,驯化得到能够处理高质量浓度ClO_4~-废水的异养厌氧高氯酸盐还原菌群。通过摇床实验,用控制变量法探究初始ClO_4~-质量浓度(0~1 500 mg/L)、乙酸钠质量浓度(0~11.83 g/L)、pH(5.55~9.00)、温度(15~40℃)、共存离子SO42-质量浓度(0~26.0 g/L)和NO3-质量浓度(0~3.9 g/L)对高质量浓度ClO_4~-生物还原性能的影响,确定最佳的反应条件。结果表明:最大比去除速率qmax和半饱和常数Ks分别为0.89(mg·mg)/h和141.6 mg/L,驯化的高氯酸盐还原菌群具有处理高质量浓度ClO_4~-的潜力;在初始ClO_4~-质量浓度为1 300 mg/L时,乙酸钠的最佳投加量、最适p H和最适温度分别为6.5 g/L,35℃和6.85,常见共存离子SO42-和NO3-都会不同程度的抑制ClO_4~-的还原,且NO3-对ClO_4~-还原的抑制作用远高于SO42-。驯化污泥中,Dechloromonas sp.是ClO_4~-还原微生物的优势种属,占总菌的69.32%。     

鼓泡塔中SO_2和CO_2对钴氨络合物脱硝效率的影响

为了研究烟气中的SO_2、CO_2及其与氨反应生成的SO_3~(2-)和CO_3~(2-)对钴氨络合物脱硝效率的影响,搭建了钴氨络合物脱硝的鼓泡反应实验装置。通过改变烟气中SO_2和CO_2的浓度研究SO_2和CO_2对脱硝效率的影响;通过向钴氨溶液中加入不同浓度的SO_3~(2-)和CO_3~(2-)离子,研究SO_3~(2-)和CO_3~(2-)对脱硝效率的影响。实验结果表明:烟气中的SO_2和CO_2会降低NO的吸收率,当烟气中同时含有质量浓度为100g/m3的CO_2和质量浓度为2 646mg/m3的SO_2时,NO的吸收率降幅为46%;溶液中生成的SO_3~(2-)和CO_3~(2-)会降低NO的吸收率,当溶液中SO_3~(2-)的摩尔浓度达到0.03mol/L时,NO的吸收率降幅为72%;当溶液中CO_3~(2-)的摩尔浓度达到0.50mol/L时,NO的吸收率降幅为41%。     

CO2对中温烟气脱硫过程的影响

在300～800 ℃的中温烟气脱硫过程中,脱硫剂所发生的碳化反应不可忽视.利用热重分析仪在300～800 ℃的条件下研究了烟气中的CO2对于钙基脱硫剂固硫能力的影响.研究发现 在300～750 ℃范围内, CO2对脱硫剂的有效钙利用率有较大的影响,这种负面作用在450～650 ℃时表现得尤为明显; 脱硫剂发生的碳化反应所生成的CaCO3在500 ℃以上也具有一定的脱硫能力,且脱硫能力随着反应温度的升高而提高.避免碳化反应的最佳脱硫反应温度应高于700 ℃.     

变参数对深冷烟气脱硫效果的影响

为了减少烟气中SO2的排放,提出了对烟气中的SO2进行深冷液化分离的脱硫方法。基于Aspen plus建立了一种深冷脱硫流程,选用SRK(Soave Redich-Kwong)物性方法对流程进行稳态模拟,研究了深冷温度、深冷压力和SO2浓度对深冷液化分离效果的影响规律。搭建了深冷脱硫试验台,进行了试验验证。研究发现,对于SO2质量浓度为1 000 mg/m3的烟气,深冷压力为500 kPa时,深冷温度从-15℃降至-45℃过程中,SO2脱除效率从40.2%增加到73.2%;深冷温度在-45℃时,从500 kPa增加到4 000 kPa过程中,脱除效率从73.2%提高到92.9%;提高SO2浓度有利于提高脱除效率。综合结果表明,深冷液化分离系统具有较好的液化和分离效果。若SO2脱除效率在80%以上时,其工艺参数范围为:深冷温度低于-35℃,深冷压力高于2 000 kPa。     

乙二胺合钴-尿素络合法脱除NO的实验研究

在半连续的鼓泡反应器中,对乙二胺合钴-尿素络合法脱除烟气中的NO进行实验研究.结果表明,向尿素溶液中添加乙二胺合钴可以增大溶液中NO2的氧化度和NO的溶解度,使吸收液的脱硝率有较大的提高;增大氧气浓度、Co(en)3+3浓度、NO进口浓度,脱硝率也随之增加;增大尿素浓度,脱硝率增加的幅度较小;增大烟气流量不利于NO的吸收;当p H值为10.4,温度在60~70℃之间时,吸收液可以保持较高的脱硝率.     

石油生物脱硫菌UP-1培养及反应条件的优化

利用从胜利油田的土壤和污水中筛选到的能降解二苯并噻吩(DBT)的施氏假单胞菌UP-1，考察了培养温度、时间、pH值对菌种生长的影响，以及底物浓度、反应温度和反应时间对菌株UP-1、脱硫性能的影响，并考察了UP-1静息细胞的重复使用性能。结果表明，UP-1最佳培养温度为30℃，培养时间为24h，培养基的pH为7．5；脱硫反应适宜的Ⅸ汀质量浓度为500mg／L，反应温度为30℃，反应时间为20h；UP-1静息细胞具有可循环使用的脱硫活性。     

磁流化床烟气脱硫反应特性研究

提出了把磁流化床技术应用于烟气脱硫的新思路,并研制了一套磁流化床脱硫实验装置.分析了磁场和铁磁颗粒的催化作用,明确在流化床外施加一个磁场且采用铁磁颗粒作为床料,可以增加流化床内的脱硫反应几率和反应效率.多种工况下的脱硫实验验证了磁流化床强化脱硫的理论分析,当采用床料dp=220 μm铁磁颗粒,施加外加磁场的磁感应强度B=40 mT,钙硫质量比m(Ca)/m(S)=1.85,入口烟气温度T0=250 ℃的工况条件下进行脱硫,获得了85.93%的脱硫效率.实验结果还表明,脱硫效率随着磁性颗粒粒径的变小或磁感应强度的增大而增加.     

利用烟气脱硫中间产物亚硫酸钙与芒硝制备亚硫酸氢钠

湿法石灰/石灰石-石膏法为目前主要的烟气脱硫技术,但其中间产物亚硫酸钙的氧化过程需消耗大量能源且烟气中硫资源未被回收利用。为简化湿法烟气脱硫氧化过程和节省电能消耗,并实现烟气硫资源的回收利用,本文研究将亚硫酸钙转化为亚硫酸氢钠。本文以亚硫酸钙转化率为指标,亚硫酸钙、硫酸钠和硫酸为反应物,探究反应物比例、亚硫酸钙浓度、硫酸浓度、反应温度等因素对转化率及反应液Na HSO3浓度的影响。通过正交实验确定该反应的最优条件为:亚硫酸钙浓度为30%,反应物比例关系为n_(CaSO_3)∶n_(H_2SO_4)∶n_(Na_2SO_4)=1∶1.1∶1,硫酸浓度为3 mol/L,反应温度为20℃。最优条件下,转化率可达到94.05%,反应液Na HSO3浓度达到205 g/L,这表明脱硫中间产物亚硫酸钙制备亚硫酸氢钠具有可行性,符合环保循环理念,具有重要的理论意义和现实意义。     

燃煤烟气脱除SO2催化反应动力学研究

在连续流动的固定床反应器中进行烟气脱硫实验,该反应宏观动力学研究结果表明,在常压、反应温度450~460℃,2~4mm直径催化剂、空时1.54s和氨气相对过量条件下,宏观反应速率对O2以及SO2均为一级,速率方程为r2=8.28×103 p2p1 mol/(L·h)。     

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%.     

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。