臭氧应用于烟气净化的研究进展

烟气中所含的二氧化硫(SO2),氮氧化物(NOx),重金属汞(Hg)等污染物都能对人体健康及周围环境产生危害.本文综述了臭氧法应用于烟气净化的研究进展、工业应用及反应机理,探讨了臭氧同时脱硫脱硝脱汞的主要影响因素,介绍了臭氧发生技术的研究现状,并对臭氧应用于烟气净化进行了经济性分析,认为臭氧法脱除烟气中的多种污染物具有广泛的应用前景.     

液相络合-铁屑还原-酸吸收回收法脱除烟气中的NOx

用"Fe2 螯合剂吸收-铁屑还原-酸吸收"回收法脱除烟气中的NOx,研究了铁屑脱硝过程的影响因素,确定了脱硝过程的合适工艺条件,并对络合脱硝溶液的再生和循环利用进行了研究.结果表明:最佳工艺参数为:络合脱硝溶液中Fe2 EDTA浓度20mmol·l-1,pH值6.0,温度65℃;在此条件下,用两个反应器串联,对O2含量为10.5%的模拟烟气可取得90%以上的脱硝效率.     

一步法烟气浸锰-脱硫的工艺参数及机理

应用一步法烟气浸锰-脱硫的新工艺,考察烟气流量、烟气SO2浓度、吸收时间、液固比及浸出时间等工艺参数对烟气氧化脱硫效果的影响,并运用溶液化学原理,对SO2及Mn2 在溶液中的组分进行了计算,研究Mn2 液相催化氧化烟气脱硫的机理.在吸收液pH值5-6时,锰主要以Mn2 形态存在,Mn2 的存在强化了从HSO-3开始发生的SO2氧化反应.采用菱锰矿为原料,能有效地脱除含SO2烟气中的硫,在实现烟气脱硫的同时自动调节溶液的pH值,并可从浸出液中回收高价值的硫酸锰.在最佳的工艺条件下,仅一步吸收过程,取得了锰浸出率85%,含SO2烟气脱硫率70%以上的效果.     

Fe2+EDTA液相对NO的络合作用

对Fe~(2 )EDTA溶液络合NO过程的影响因素的探讨,是“液相络合-铁还原-酸吸收”回收法脱除烟气中NOx技术研究的基础。用鼓泡反应器和模拟烟气,在实验室研究了Fe2 EDTA溶液络合NO的过程,探讨了Fe2 EDTA溶液络合NO过程的影响因素,以及该过程的反应平衡常数。结果表明:Fe2 EDTA溶液对NO的络合能力随时间延长而减弱;Fe2 EDTA溶液对NO的络合容量随着烟气中O2含量的增加和络合温度的升高而降低,随络合液中Fe2 EDTA浓度增加而呈直线增加;pH值为8左右时,Fe2 EDTA溶液对NO的络合容量最大;Fe2 EDTA溶液络合NO的反应平衡常数在实验条件下为105~106L·mol-1数量级,其值随温度升高而降低。     

酸性染料的臭氧降解与中间产物

以酸性金黄G模拟染料废水为研究对象,观察臭氧氧化过程中染料溶液吸光度和TOC的变化,利用离子色谱仪、红外光谱仪和GC/MS对染料的降解过程进行了分析,并用发光细菌法检测了溶液急性毒性的变化,结果表明,臭氧对染料的降解符合一级反应动力学,反应40 min后染料溶液的脱色率达到99.3%,TOC去除率为35.7%;染料分子中的S有97.8%被转化为SO2-4,分子中的仲胺基部分转化成酰胺基,水解后生成NH+4,最终氧化成NO-3,溶液中有草酸产生;溶液在臭氧化前期由于生成了醛类和酚类物质,使急性毒性首先呈上升趋势,25min后随着氧化的深入,溶液毒性开始逐渐下降,     

臭氧氧化法去除水中邻苯二甲酸二甲酯的初步研究

研究了水溶液中邻苯二甲酸二甲酯的臭氧氧化，考察了pH值、温度、臭氧用量等对反应的影响，结果表明：臭氧氧化使溶液的总有机碳（TOC）减少，并使紫外（UV）吸收大大降低，毛细管电泳（CE）分析证明有邻苯二甲酸的中间产物产生，采用Mn(Ⅱ）催化臭氧氧化，TOC去除率大大提高。     

液相催化氧化吸收烟气中SO_2的研究

本文报告了水溶液催化氧化吸收烟气中的SO_2对各种因素,包括催化剂浓度和种类、反应温度、SO_2浓度和烟气流量,以及烟气中氧气含量和反应后溶液中SO_3~(2-)和SO_4(2-)浓度与催化剂浓度的定量关系进行了研究。当催化剂浓度为0.05mol/l,SO_2浓度1000—2000ppm,温度25℃时,SO_2吸收率85％以上。并初步讨论了液相催化氧化吸收SO_2反应机理。     

臭氧氧化脱除硫化氢的动力学

本文探讨了臭氧氧化法脱除硫化氢,构建了详细的臭氧氧化硫化氢的反应机理,包含24个物种和74个基元反应.通过臭氧热分解和臭氧低温氧化硫化氢的实验结果进一步验证了本反应机理的可靠性.实验发现,在温度为25℃,物质的量之比为3时,硫化氰的脱除效率达到93%.由模拟结果看出,在停留时间为2s,物质的量之比为1时,氧化最佳温度为150℃-200℃.反应温度为25℃,物质的量之比为1时,把反应时间延长到20s,H2S的脱除率能达到90.9%.     

MoO3/TiO2催化剂对NH3选择性催化还原NOx的研究

通过共混法制备MoO3／TiO2催化剂,还原脱除NOx的研究．对于100目的催化剂,并在固定床反应器中进行了NH3选择性催化在较低温度下(≤583K),升高温度和降低空速,NOx脱除率提高;在反应温度较高时,NH3氧化的副反应的影响加强,此时过度延长反应时间和提高反应温度反而会使NOx脱除率降低．在583K和空速为12kh“时,NOx转化率可达92％．FT-IR光谱和XRD分析结果表明,MoO3形成分散相,均匀分布在TiO2颗粒表面并形成稳定的Mo=0基,它的加入没有影响TiO2(锐态矿型)的结构和形貌．     

五氯酚的臭氧催化氧化特性

通过五氯酚(PCP)的Fe2+/O3催化氧化实验研究了其臭氧催化氧化特性,结果表明,PCP在反应5 min后几乎可以完全分解,但是TOC在反应30 min后的去除率只有50%左右,说明PCP不能被彻底氧化分解.通过对Cl-浓度的分析可知,伴随着PCP的氧化分解,苯环上的Cl会逐渐从苯环上释放到溶液中,而紫外吸光度值随反应时间的变化说明了臭氧催化氧化可以使得PCP中的苯环打开,将含有不饱和键的有机物转变成饱和的有机物.GC-MS分析结果表明,PCP的臭氧催化氧化首先是苯环的脱氯过程,随着反应的进行,苯环被打开,形成酯、醛、酸、氯代烷等小分子物质,最后被分解成CO2和H2O.     

新型转式焚烧炉焚烧特性的机理研究

采用模化有机垃圾，在炉膛内径为0.5米，有中心转轴翅片推动垃圾前进的焚烧炉中，对焚烧特性进行了研究。通过对实验结果的分析，确定了影响焚烧炉中NOx、SOx生成和燃烬率的主要因素，并提出了焚烧炉在控制NOx、SOx的前提下稳定操作的范围。     

污水中微量有色物质去除方法的研究

本文介绍了在实验室模拟条件下,臭氧对配制的染料溶液及实际污水色度的去除效果.在溶液pH值、温度、臭氧发生量一定条件下,混合染料溶液经臭氧氧化后,色度去除达98％,实际污水经臭氧处理后,色度去除达77.8％.     

染料溶液的臭氧脱色效率和残留物的分析研究

选用偶氮、蒽醌和菁型三类染料中的11种作为研究对象,考察不同反应时间下臭氧对染料色度脱除和溶液pH值变化的影响,并对降解后溶液中的残留物进行定量分析.结果表明,除分散染料外,所有可溶性染料在20min内的脱色率均达到79%以上;不同应用类型染料的脱色速率顺序为:活性＞酸性＞直接＞阳离子＞分散,在可溶性染料中,同类型的分子质量小的染料脱色速率较快.酸性物质的生成使得溶液的pH值随反应时间的推移而下降,最终pH值都低于4.5,pH值与脱色率在总体上的变化趋势一致.臭氧氧化脱色表现为复杂的染料分子被降解成为简单的有机化合物,染料分子中的-SO3H和-Cl基团大部分生成了SO2-4和Cl-,而PO3-4仍以游离的H2PO4-存在于溶液中,氮则是根据其基团的不同而部分被降解生成NO-3,降解溶液中不存在NO-2.     

膜接触器从高浓度含氨废水中脱氨的试验研揪

利用微孔膜接触器进行了从高浓度含氨制药废水中脱氨的现场试验.当吸收液酸度大于20%时,浓度为22%的氨水处理量在2-6L*h-1,经面积为1.56m2的膜系统吸收后可使氨水出口浓度低于5%,脱除率大于80%,处理后的低浓度氨水可循环使用,避免了高浓度氨水的直接排放;膜组件进出口温度差小于7℃,出口温度最高不超过45℃;吸收过程母液体积会膨胀,膨胀率约为1/5,母液体积膨胀主要是由于母液吸收氨生成硫酸铵溶质质量增加造成的.     

ZnO-MgO/Al2O3吸附-臭氧催化氧化处理难降解有机废水

以活性氧化铝为载体,采用浸渍法制备催化剂,对甲基橙及草酸模拟废水进行处理.在中性条件下,臭氧催化氧化比单独臭氧氧化能提前30 min使得甲基橙溶液褪色,反应105 min时,臭氧催化氧化对TOC的去除率高达96.53%,比单独使用臭氧氧化对甲基橙TOC去除率提高了47.19%,在处理草酸废水时臭氧催化氧化对TOC去除率高达80.59%,比单独使用臭氧氧化对草酸TOC去除率提高了59.14%.在处理甲基橙及草酸的小试实验中催化剂对有机污染物的吸附作用起到了加快反应进行的作用.在对垃圾渗滤液超滤出水时,O₃与COD质量比为1:1时,臭氧催化氧化对COD去除率为49.09%,比单独使用臭氧氧化提高36.37%,臭氧催化氧化对TOC的去除率是单独使用臭氧氧化的2.54倍,在处理垃圾渗滤液纳滤浓水时,臭氧催化氧化对COD去除率高达88.72%,比单独使用臭氧氧化提高37.60%,并且臭氧催化氧化对TOC的去除率是单独臭氧氧化的1.6倍.臭氧催化氧化反应过程中产生的羟基自由基对有机物更快的反应速率.     

半焦脱硫剂脱除烟气中的SO_2

烟气脱硫作为净化大气、遏制酸雨的技术,在过去几十年中得到了迅速发展,并且在工业应用上取得了巨大成功,炭法烟气脱硫技术已经在国外得到商业化应用,能够100%脱除烟气中的SO2.国内、外在炭法烟气脱硫的工艺研究和机理探讨方面都做了大量的工作,如以多孔炭为物理吸附剂,通过变温吸附来获得纯SO2;以多孔炭作为催化剂,将SO2催化氧化变为硫酸.     

Fe2+EDTA溶液络合-铁还原脱除烟气中NO

提出了“Fe2 螯合剂络合-铁粉还原-酸吸收”回收法脱除烟气中NO的新工艺,重点研究了模拟烟气中O2体积分数对NO络合量的影响,以及铁粉用量、铁粉粒径、搅拌速度对NO脱除效率的影响,确定了最佳的铁粉脱氮工艺条件,并对铁粉和铁屑的脱氮效果进行了比较。结果表明,烟气中O2的体积分数从0%增加到4.2%,NO络合量下降90.2%;NO脱除效率随铁粉用量和反应器搅拌速度的增加而增加,随铁粉粒径的增加而降低;过程的最佳工艺参数为,铁粉用量0.8g,铁粉粒径≤0.077mm,搅拌速度900r·min-1,在此条件下,对O2体积分数为5%的模拟烟气在搅拌反应器中可取得90%以上的NO脱除效率;用铁粉在1台搅拌反应器中取得的NO脱除效率和用铁屑在2个鼓泡反应器串联时所取得的效率相当。     

催化臭氧氧化去除垃圾渗滤液中难降解有机物的研究

研究了Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Cu(Ⅱ)作用下,均相催化臭氧氧化去除垃圾渗滤液中高浓度的腐殖质.分析催化剂用量、溶液pH值对腐殖质催化臭氧氧化降解的影响.结果表明,与单纯臭氧氧化比较,催化臭氧氧化对UV254和色度去除率无明显改善,但可明显提高以TOC和CODCr表征的有机物去除率;当投加催化剂过量时,以TOC和CODCr表征的有机物去除率虽降低,但仍有促进作用.但Fe2 的过量投加将明显抑制UV254和色度的去除效果.在碱性条件下,催化臭氧氧化法具有更好的去除效果.三种催化剂催化效果为Cu(Ⅱ)＞Mn(Ⅱ)＞Fe(Ⅱ).采用Cu(Ⅱ)催化臭氧氧化处理实际渗滤液生化处理出水,对CODCr,色度和UV254都显示出较好的去除效果.     

臭氧技术在水处理中的应用及发展

阐明了臭氧氧化的主要作用原理,介绍臭氧技术在水处理中的应用现状,综述包括臭氧生物活性炭、光催化臭氧法、超声臭氧法在内的各种臭氧高级氧化技术的发展.     

凹凸棒石负载CuO催化剂脱除气态Hg~0

利用固定床反应器在模拟烟气条件下研究了凹凸棒石(PG)负载CuO催化剂(CuO/PG)对气态Hg~0的脱除.考察了CuO负载量、反应温度、烟气成分、SO_2浓度以及空速等对CuO/PG脱除Hg~0的影响,并利用逐级化学提取和程序升温脱附实验分析了CuO/PG上吸附Hg的形态.结果表明,CuO/PG对Hg~0具有较高的脱除能力,明显高于载体PG,且随CuO负载量的增加而增强(1%—8%);在150—250℃温度范围内,温度升高,CuO/PG对Hg~0的脱除能力降低;HCl对CuO/PG脱除Hg~0具有显著的促进作用,O2具有促进作用,H2O和SO_2具有抑制作用,NO的作用不明显;在6000—15000 h~(-1)空速范围内,空速降低,CuO/PG表现出了更好的脱除Hg~0的能力.逐级化学提取和程序升温脱附实验结果证实,CuO/PG对Hg~0的脱除是吸附和催化氧化的共同作用,Hg~0被氧化为Hg~(2+)的化合物并吸附在CuO/PG上.