亚硫酸钠湿法脱硝性能及脱硝废水处理工艺研究
发布时间：2020-04-05 08:35
【摘要】：近年来,随着电站锅炉超低排放改造工作的积极推进,燃煤工业锅炉已成为当前最大的氮氧化物(NO_x)固定排放源。本文基于对中小型锅炉适用性较强的湿法脱硝工艺,采用亚硫酸钠作为吸收剂,考察了不同操作参数对脱硝性能的影响,并结合填料塔进行工业化小试研究。同时提出了湿法脱硝废水处理工艺,实现NO_x的彻底无害化去除。首先,本文针对强制氧化后,以NO_2为主要组分的含NO_x烟气进行湿法脱硝性能考察。结果表明,在一定范围内,提高吸收剂浓度可以促进对NO_2的吸收,而提高NO_2浓度则可以增大吸收速率;吸收液pH值大于6.5时,脱硝效率可以稳定在90%以上,随着pH值的进一步降低,脱硝效率出现下降并且副反应生成的SO_2浓度升高;当烟气中氧含量高于3%或液相中NO_2-浓度高于2.86mol/L之后,脱硝效率会出现明显的下降;吸收液温度和烟气中S02浓度对脱硝过程影响较小,而提高反应器搅拌转速可以提高NO_2吸收效率。此外,研究还发现NO_2吸收的液相产物以NO_2-为主,但随着吸收液酸性增强、硫氮比例的增大,会有更多的NO_2-与HS03-结合生成硫氮化合物,当pH值降至4.5或硫氮比例摩尔比为4:1时,NO_2-将全部转化为硫氮化合物。进一步采用填料塔进行湿法脱硝性能研究发现,填料吸收塔可以实现较高的脱硝效率,多面空心球填料脱硝效果最好;最佳吸收剂浓度为0.16mol/L;在实验范围内,脱硝效率随NO_2浓度的升高而增加,浓度高于120 ppm之后,脱硝效率趋于稳定;增加填料高度和液气比,可以促进脱硝效率的提升;但增加气速会导致塔内脱硝效率降低;填料塔的脱硫效率可达98%以上,SO_2浓度变化对脱硝过程影响较小;烟气量为200Nm~3/h小试装置中,脱硝效率可达77.66%。为实现脱硝废水中高浓度亚硝酸盐的无害化处理,本论文筛选出氨基磺酸作为液相还原剂,将NO_2-还原为无害的N2,并考察了不同操作参数对NO_2-去除效率的影响。研究结果表明,氨基磺酸溶液pH值为2.0～3.0时,NO_2-去除效率能达到100%,副产物NO3-和NO_x浓度最低;废水中NO_2-浓度、干扰离子和溶液温度对去除效率影响不大;采用管道进行混合时,NO_2-去除效率随混合时间的增加而增加,混合时间大于5 s后可实现达标排放。
【图文】：
含有大量的二氧化硫（Ｓ０２）、氮氧化物（ＮＯｘ）等大气污染物，对人类的身体健逡逑康和生存环境构成较大威胁。因此，控制和减少燃煤锅炉的污染物排放势在必行。逡逑从图１．１可以看出，“十二五’’期间，氮氧化物排放总量得到有效控制，呈现逡逑逐年下降趋势，但整体基数依旧较大，并且工业源排放比例远大于生活源。另据逡逑国家环保部统计【２］，２０１６年京津冀地区和珠三角地区Ｎ0２年均浓度分别为４９逡逑ｇｇ／ｍ３和３５ｎｇ／ｍ３，较２０１５年增加了邋６．５％和６．１％，氮氧化物污染控制形势依旧逡逑十分严峻。逡逑２０００－１逦逡逑１邋￣Ｉ牛．活源逡逑＠逦Ｍｒ业源逡逑５邋１４００－逦；／／／逦＾逡逑Ｉ－．１２００－逦＾逦＾逦＾逦□逡逑＾逦％逦Ｖ／ｙ逦Ｖ／ｙ逦％逦Ｗ／逡逑Ｓ，00°：邋％逡逑！：：ｌ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逡逑ｇ４０°－１逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦ｉ逡逑２Ｑ：１Ｉ邋ｉｌｌ邋ＩＩ逡逑２０１邋丨年邋２０１２年邋２０１３年邋２０１４年邋２０１５邋年逡逑图１．１邋２０１１－２０１５年全国氮氧化物排放总量⑴逡逑随着电站锅炉超低排放改造工作的积极推进，氮氧化物的控制重点转移到了逡逑燃煤工业锅炉［３］。２０１４年１０月，，国家发展改革委联合有关部门组织编制了《燃逡逑煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》首次对非电行业燃煤工业锅炉的提逡逑标改造提出指标
图２．１臭氧氧化结合湿法脱硝工艺流程图逡逑（１．燃煤锅炉；２．锅炉烟道；３．除尘器；４．降温喷淋装置；５．静态混合器；逡逑６．吸收塔；７．循环泵；８．烟囱；９．降温烟道；１０．臭氧发生器）逡逑（２）二氧化氯氧化法逡逑国内外学者对二氧化氯（Ｃ１０２）氧化法结合湿法脱硝技术也进行了大量的研逡逑究。Ｊｉｎ等人１２３］研究发现，Ｃ１０２溶液最高可实现１００％的ＮＯ氧化效率，以及９２％逡逑的ＮＯｘＫ收效率，但随着烟气中Ｓ０２浓度的升高和吸收液ｐＨ值的下降，ＮＯｘＫ逡逑收效率会出现降低。具体反应机理如下所示：逡逑５ＮＯ邋＋邋２ＣＩ０２邋＋邋Ｈ２０邋５Ｎ０２邋＋邋２ＨＣ１逦（２－５）逡逑５Ｎ０２邋＋Ｃ１０２邋＋３Ｈ２０邋＾邋５ＨＮＯ，邋＋邋ＨＣ１逦（２－６）逡逑５ＳＯ，邋＋２Ｃ１０２邋＋６Ｈ，０逦５Ｈ２Ｓ０４邋＋２ＨＣ１逦（２－７）逡逑Ｄｅｓｈｗａｌ等人［２４］在进行Ｃｌ0２湿法脱硝性能研究中发现，当ｐＨ值小于８．０时，逡逑ＮＯ去除效率相对较低。当吸收液ｐＨ值升至８．０以上，ＮＯ脱除效率呈现上升，逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X773
本文编号：2614788
【图文】：
含有大量的二氧化硫（Ｓ０２）、氮氧化物（ＮＯｘ）等大气污染物，对人类的身体健逡逑康和生存环境构成较大威胁。因此，控制和减少燃煤锅炉的污染物排放势在必行。逡逑从图１．１可以看出，“十二五’’期间，氮氧化物排放总量得到有效控制，呈现逡逑逐年下降趋势，但整体基数依旧较大，并且工业源排放比例远大于生活源。另据逡逑国家环保部统计【２］，２０１６年京津冀地区和珠三角地区Ｎ0２年均浓度分别为４９逡逑ｇｇ／ｍ３和３５ｎｇ／ｍ３，较２０１５年增加了邋６．５％和６．１％，氮氧化物污染控制形势依旧逡逑十分严峻。逡逑２０００－１逦逡逑１邋￣Ｉ牛．活源逡逑＠逦Ｍｒ业源逡逑５邋１４００－逦；／／／逦＾逡逑Ｉ－．１２００－逦＾逦＾逦＾逦□逡逑＾逦％逦Ｖ／ｙ逦Ｖ／ｙ逦％逦Ｗ／逡逑Ｓ，00°：邋％逡逑！：：ｌ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逡逑ｇ４０°－１逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦ｉ逡逑２Ｑ：１Ｉ邋ｉｌｌ邋ＩＩ逡逑２０１邋丨年邋２０１２年邋２０１３年邋２０１４年邋２０１５邋年逡逑图１．１邋２０１１－２０１５年全国氮氧化物排放总量⑴逡逑随着电站锅炉超低排放改造工作的积极推进，氮氧化物的控制重点转移到了逡逑燃煤工业锅炉［３］。２０１４年１０月，，国家发展改革委联合有关部门组织编制了《燃逡逑煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》首次对非电行业燃煤工业锅炉的提逡逑标改造提出指标
图２．１臭氧氧化结合湿法脱硝工艺流程图逡逑（１．燃煤锅炉；２．锅炉烟道；３．除尘器；４．降温喷淋装置；５．静态混合器；逡逑６．吸收塔；７．循环泵；８．烟囱；９．降温烟道；１０．臭氧发生器）逡逑（２）二氧化氯氧化法逡逑国内外学者对二氧化氯（Ｃ１０２）氧化法结合湿法脱硝技术也进行了大量的研逡逑究。Ｊｉｎ等人１２３］研究发现，Ｃ１０２溶液最高可实现１００％的ＮＯ氧化效率，以及９２％逡逑的ＮＯｘＫ收效率，但随着烟气中Ｓ０２浓度的升高和吸收液ｐＨ值的下降，ＮＯｘＫ逡逑收效率会出现降低。具体反应机理如下所示：逡逑５ＮＯ邋＋邋２ＣＩ０２邋＋邋Ｈ２０邋５Ｎ０２邋＋邋２ＨＣ１逦（２－５）逡逑５Ｎ０２邋＋Ｃ１０２邋＋３Ｈ２０邋＾邋５ＨＮＯ，邋＋邋ＨＣ１逦（２－６）逡逑５ＳＯ，邋＋２Ｃ１０２邋＋６Ｈ，０逦５Ｈ２Ｓ０４邋＋２ＨＣ１逦（２－７）逡逑Ｄｅｓｈｗａｌ等人［２４］在进行Ｃｌ0２湿法脱硝性能研究中发现，当ｐＨ值小于８．０时，逡逑ＮＯ去除效率相对较低。当吸收液ｐＨ值升至８．０以上，ＮＯ脱除效率呈现上升，逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X773
【参考文献】
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本文编号：2614788
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