喷射鼓泡反应器同时脱硫脱硝实验及机理研究

发布时间：2020-06-02 19:06

【摘要】： 本文查阅了大量二氧化硫和氮氧化物的污染现状及脱硫脱硝技术文献并进行了综述。通过实验，筛选NaClO_2为同时脱硫脱硝吸收剂，在自行设计的小型鼓泡反应装置和中型CT-121反应器上，模拟火电厂工况条件，进行了NaClO_2溶液同时脱硫脱硝实验研究。基于反应产物分析结果和氧化还原电极电势，揭示了NaClO_2溶液同时脱硫脱硝反应机理及传质特性。运用热力学原理对NaClO_2溶液同时脱硫脱硝的可能性和限度进行了计算和分析。通过实验，研究了化学反应动力学过程。利用自行设计的小型鼓泡装置，通过实验筛选，确定了NaClO_2为同时脱硫脱硝吸收剂。通过对NaClO_2浓度、吸收液初始pH值、反应温度、烟气流量、SO_2和NO初始浓度等对同时脱除效率的影响研究，得出相应的规律并确定了最佳实验条件。在最佳实验条件下，NaClO_2溶液同时脱硫效率保持在100％，脱硝效率达到95％以上。基于小型实验结果，根据火电厂实际工况，确定了试验参数及其范围，利用中型CT-121试验系统进行了NaClO_2溶液同时脱硫脱硝的放大试验，研究了多种因素对脱除效率的影响及其规律。在确定的最佳试验条件下，NaClO_2溶液同时脱硫效率达到82．0％以上，脱硝效率达到92．8％以上。根据有关研究结果，推导了ClO_2在NaClO_2溶液中的歧化反应，并用化学热力学方法分析了歧化反应的可能性和限度，并推断出了反应的主要产物。实验研究了NaClO_2溶液中氯系化合物的组分变化，结果表明，NaClO_2溶液中的离子以ClO_2~-为主，同时存在少量的ClO_2。 NaClO_2溶液同时脱硫脱硝产物分析结果表明，脱硫产物主要为SO_4~(2-)，脱硝产物主要为NO_3~-。基于产物分析结果和电极电势，研究了SO_2和NO在气相和液相中的反应历程，最终确定了酸性NaClO_2溶液同时脱硫脱硝的总反应式。利用双膜理论，，对NaClO_2溶液同时脱硫脱硝的传质特性进行了探讨。利用化学热力学原理，首次计算并分析了NaClO_2溶液同时脱硫脱硝的化学反应焓变，化学反应吉布斯函数，化学反应平衡常数和不同温度条件下SO_2、NO分压等热力学参数，结果表明NaClO_2溶液同时脱硫脱硝是热力学可行的。通过实验，研究了NaClO_2溶液同时脱硫脱硝的化学动力学过程，结果表明，脱除反应分为两个阶段，即快速反应区和慢速反应区。利用实验数据，计算了SO_2和NO的反应分级数、宏观反应速率常数及表观活化能。
【学位授予单位】：华北电力大学（河北）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X701.3

【引证文献】