无机、有机添加剂对磷矿浆脱硫强化的影响

为了对磷矿浆湿法脱硫技术进行强化,研究了添加剂种类、添加剂的比例、SO2进口浓度对磷矿浆脱硫的影响。结果表明:在矿浆固液比为5%、反应温度为25℃、气体流量为0.3 L·min-1、添加剂比例为2%、O2含量为5%的实验条件下,处理SO2浓度为3 000 mg·m-3,反应120 min时,可得出最佳硝酸盐添加剂为硝酸铁、最佳金属氧化物添加剂为二氧化锰,最佳有机添加剂为己二酸,硝酸铁、二氧化锰、己二酸的最佳添加比例分别为4%、6%、2%。在以上3种添加剂的最佳添加比例条件下,选取不同浓度的SO2进行实验,反应120 min时,二氧化锰对磷矿浆的强化脱硫效果最好,硝酸铁对磷矿浆的强化脱硫效果次之,而己二酸对磷矿浆的强化脱硫效果最差,它的波动较大。     

泥磷乳浊液联合磷矿浆液相脱硝

根据当前一些湿法脱硝技术在燃煤烟气净化中的应用及研究进展,降低湿法脱硝技术的成本是研究的关键,一些价格低廉的吸收液的选择是优先考虑的对象,为此,采用泥磷乳浊液联合磷矿浆进行脱硝效率实验,通过在磷矿浆中添加泥磷,提高了磷矿浆体系的脱硝效率。实验条件主要从泥磷与磷矿的质量比、反应温度、含氧量、烟气流量方面来控制。结果表明,在实验最佳条件下,即泥磷与磷矿的质量比2:5,反应温度60℃,含氧量21%,烟气流量0.3 L·min~(-1),泥磷乳浊液联合磷矿浆液相脱硝体系,脱硝率80%以上可保持240 min以上。     

氧化锰共生矿烟气脱硫的机理及影响因素

利用南非的氧化锰共生矿进行烟气脱硫,研究了共生锰矿烟气脱硫性能及其机理,并考察了锰矿粒径、反应温度、液固比、进气流量、进口SO_2浓度等因素对脱硫率的影响。结果表明,氧化锰共生矿中主要的锰化合物是MnO_2、Mn_2O_3和MnCO_3,烟气脱硫过程主要存在4种方式:MnO_2与SO_2发生氧化还原反应生成硫酸锰;液相中Mn~(2+)催化氧化SO_2产生硫酸;MnCO_3与硫酸反应生成硫酸锰;Mn_2O_3与硫酸反应后生成的MnO_2可以继续与SO_2进行脱硫反应,但是Mn_2O_3与SO_2直接反应的活性较差。氧化锰共生矿烟气脱硫的最佳工艺参数为:锰矿粒径200目、反应温度80℃、液固比10:1以及进气流量600mL·min~(-1)。     

电催化配合吸收对克劳斯含硫尾气的净化

针对克劳斯液硫槽尾气中含硫量过高的问题,利用电催化配合吸收过程,进行了尾气净化技术的研究。通过筛选Fe-EDTA-NTA配合吸收剂(FEN-CA),系统考察了溶液pH、液气比、硫化氢浓度以及尾气进气温度对脱硫效率的影响。结果表明:FEN-CA的最优摩尔比为[Fe]∶[EDTA]∶[NTA]=3∶1∶4,当吸收液pH为8~9、进气温度为40~50℃、进气浓度为370~1 000 mg·m~(-3),液气体积比为30~35 L·m-3,克劳斯尾气中硫化氢去除率高达99%以上,尾气排放浓度达到工业企业卫生标准(GB Z1-2010)和恶臭污染排放标准(GB 14554-1993)。     

基于超声波机械搅拌耦合作用下赤泥对二氧化碳的固化封存

以拜耳法赤泥为二氧化碳(CO_2)固化剂,提出了基于超声波机械搅拌耦合作用下赤泥吸收二氧化碳的新思路,以期实现"以废治废"、行业气固两类废弃物得到高效综合利用的目标。以拜耳赤泥吸收低浓度二氧化硫的前期研究为基础,自行设计了超声波与机械搅拌耦合作用的鼓泡反应器,利用其"空化作用"与机械搅拌的耦合作用促进赤泥对低浓度二氧化碳的高效吸收。考察了在焙烧条件、温度、搅拌桨转速、液固比、气体流量、超声波功率对赤泥吸收二氧化碳的影响规律,得到最优条件,焙烧后可以大大提高赤泥对CO_2的固定能力,单独机械搅拌作用下,赤泥吸收CO_2适宜的条件为:反应温度25℃、气体流量0.025 m3·h~(-1)、液固比为6:1和搅拌转速150 r·min~(-1),此时最大固碳量为71.72 g·kg~(-1),加入超声波后固碳效果进一步提高,最佳超声波功率为600 W。     

炼铁烧结除尘灰湿法脱除模拟烟气中的SO2

为了考察炼铁烧结除尘灰作为脱硫剂的效果,研究了湿法脱硫过程中固液比、氧气含量、吸收剂温度、气体流速、进口SO_2质量浓度、搅拌强度等影响因素对脱除效率的影响规律。结果表明,最佳反应温度为25℃;随着温度升高,SO_2溶解度降低,吸收液对SO_2吸收能力降低;气体流量增加,SO_2在吸收剂中停留时间变短,导致脱除率降低;固液比增加,气固接触概率也随之增大,SO_2脱除率也增大;进口SO_2质量浓度的提高导致液相中氢氧根消耗加剧,使反应速率减慢,不利于对SO_2的去除。同时发现,SO_2浓度增加则溶解分数减小,吸收率也会随之降低;搅拌速率的增加使得气泡破碎加剧,增大气液接触面积,使除尘灰充分悬浮在液相中,与溶液中的SO_2迅速反应,有利于SO_2的吸收。O_2含量增加,有利于O_2的溶解,增加了化学反应的推动力,有利于SO_2吸收反应的进行。除尘灰对含二氧化硫气体具有较好的脱硫效果,有一定的应用前景。     

生物法去除厌氧发酵所产沼气中的H_2S

对厌氧发酵所产沼气中的硫化氢(H2S)生物法去除进行了实验研究。结果表明,喷淋液流量、进气H2S浓度、反应温度、进气流量和溶解氧5个因素的较优值分别为40 mL·min~(-1)、3 000 mg·L~(-1)、31℃、120 mL·min~(-1)和0.5 mg·L~(-1)。当反应温度为31℃、溶解氧浓度为0.5 mg·L~(-1)时,通过正交实验确定的因素主次顺序分别是进气流量、喷淋液流量、进气H2S浓度,相应的最佳水平值分别为60 mL·min~(-1)、60 mL·min~(-1)和1 500 mg·L~(-1)。在最优工艺条件下,该生物系统的H2S去除率稳定,可达100%。     

膜吸收法脱除恶臭气体H_2S

选用聚丙烯中空纤维膜接触器为吸收器,Na OH水溶液为吸收剂,考察膜吸收法对H_2S的脱除效果。结果表明:正流程、逆流方式的脱硫效果优于反流程、并流;随着液体流量和液体浓度的增加,H_2S脱除率和总传质系数随之增大,但随气体流量的增加,H_2S脱除率减小,总传质系数增大;正交实验得出吸收剂浓度0.2 mol·L~(-1)、进气流量1 L·min-1、液体流量2.2 L·min-1为较优的膜吸收参数,此条件下H_2S脱除率可达99.94%,且各因子对H_2S脱除率的影响次序为:进气流量液体流量吸收剂浓度。     

NaClO_2/尿素复合吸收剂湿法脱除烟气中的SO_2和NO

在自行设计的喷淋塔中对Na ClO_2/尿素复合吸收剂脱除烟气中的SO_2和NO进行了实验研究,实验分析了NaClO_2/尿素复合吸收剂脱除SO_2和NO机理。结果表明:SO_2被吸收液吸收的过程分为2个部分,一部分SO_2溶于水被NaClO_2氧化为SO_2-4,另一部分SO_2溶于水与尿素和氧气反应生成(NH4)2SO_4;难溶于水的NO被Na ClO_2主要氧化为NO-3,进而被尿素吸收,NO被还原为环境友好气体N2。此外,实验主要探索了Na ClO_2浓度、尿素浓度、NO进口浓度、SO_2进口浓度、初始pH值、温度对脱除NO的影响,优化选择最佳工艺条件,Na ClO_2浓度为4 mmol·L~(-1),尿素浓度为0.5 mol·L~(-1),吸收液初始pH值为7.0,温度为50℃时,平均SO_2和NO脱除率分别为100%和95.2%。     

隔膜电解海水氧化耦合吸收脱硫脱硝净化船舶尾气技术

采用隔膜电解技术对海水进行改性,生成的氧化液和碱性液分别喷淋进入氧化洗涤塔和碱式吸收塔,通过耦合的二段式反应研究脱除模拟船舶尾气中NO与SO_2的性能,实验详细考察了NO与SO_2的气体流量与初始浓度、海水电解时间和氧化液有效氯浓度对SO_2和NO脱除效率的影响。结果表明:隔膜电解海水能够高效地脱除船舶尾气中的SO_2和NO;SO_2脱除效率高,在实验条件范围内几乎不受各因素的影响;NO脱除效率随NO初始浓度、海水电解时间、氧化液有效氯浓度的提升而增大,随SO_2初始浓度、气体流量的提升而减小。当气体流量为1 m~3·h~(-1),初始SO_2、NO浓度分别为600mL·m~(-3)和900 mL·m~(-3),海水电解时间为60 min,氧化液有效氯浓度为540 mg·L~(-1)时,模拟船舶尾气中SO_2和NO的去除效率可以分别达到98.6%和84.4%。     

生物滴滤法净化低浓度磷化氢及其微生物群落分析

采用生物滴滤法净化低浓度磷化氢气体,探讨填料种类、进气量、氧浓度、进气磷化氢浓度等因素对净化过程的影响。复合填料能促进气态磷化氢的吸附,但微生物对磷化氢的净化起决定性作用。进气负荷高于300 mL·min~(-1)(空间速度为8.2 h~(-1))时,滴滤塔内磷化氢去除率下降明显;进气中氧含量不足时,生物氧化进程受到抑制,磷化氢净化效果变差。在进气流量200 mL·min~(-1)、氧体积分数8.2%、磷化氢入口浓度20 mg·m~(-3)条件下,磷化氢脱除率可高达76.8%,定期废弃的吸收液中总磷含量均低于1.0 mg·L~(-1)。生物滴滤塔内具有较高的微生物种群多样性,细菌以变形菌门(Proteobacteria)最为丰富,主要的细菌种属有:鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、甲醇杆菌(Methylobacterium)、嗜甲基菌(Methylophilus)及伯克氏菌(Burkholderia)。     

含钒钢渣低温钠化焙烧钒浸出效果及其焙砂湿法脱硫作用

含钒钢渣钠化焙烧过程中添加CaF_2等助剂以降低提钒工艺的能耗,分析了不同因素对低温钠化焙烧后钒浸出效果的影响,并将含钒钢渣焙砂配制成吸收浆液以净化烟气中的SO_2。在浸出钒实现其资源化利用的同时,也探索出一种高效烟气脱硫的新方法。添加3.0%CaF_2作为助剂,温度为700℃、焙烧时间为1 h的条件下,所得焙砂中钒浸出率可达68.1%。X射线衍射(XRD)与热重(TG)分析表明,混合物料中添加CaF_2助剂能促进焙烧过程物相的改变,白云母、钛铁矿等衍射峰明显减弱,含钒钢渣混合料在700℃条件下便呈现明显的热失重,在较低温度条件下即可实现钠化焙烧。以此含钒焙砂配制脱硫吸收浆液,脱硫率不低于95%的穿透时间可达125 min,而同样条件下磷矿浆脱硫系统仅为35 min。     

PH3液相催化氧化净化研究

以Mn2 和Pd2 为催化剂的吸收液对含低浓度PH3的混合气进行了液相催化氧化净化研究.考察了催化剂配比、混合气中O2浓度、PH3初始浓度、反应温度、气体流量和吸收液pH与PH3净化效率的关系.结果表明,催化剂中Pd2 与Mn2 的质量比为1:4时可获得较佳的净化效果;随着混合气中O2浓度的增加,吸收液对PH3的净化效率有所提高;在20～75℃内,低温对PH3净化有利,较适宜的反应温度为20℃;较低的PH3初始浓度和低气体流量均有利于PH3的净化;较高的pH有利于吸收液中催化剂催化效能的发挥.吸收液对PH3的净化效率可达100%,但因吸收液中的金属离子易与催化氧化PH3产生的PO3-4形成沉淀,使金属离子脱离液相催化氧化系统,吸收液失效较快.     

超重力法锅炉烟气同时除尘脱硫脱硝

锅炉燃烧过程中产生的粉尘、SO_2和NO_x会对环境和人类造成严重的危害。随着人们环保意识的加强,锅炉烟气净化要求日趋严苛。进行了以O_3为氧化剂,NaOH溶液为吸收剂,使用超重力反应器对锅炉尾气进行同时除尘脱硫脱硝的侧线实验研究,考察了不同操作条件对粉尘、SO_2和NO_x脱除率的影响规律,确定了适宜的操作条件:超重力反应器转速为1 000 r·min~(-1),气液比为125,pH值为11,O_3/NO_x物质的量之比为1.1。在该条件下,粉尘脱除率可达98.3%,SO_2脱除率为98.4%,NO_x脱除率为68.7%,处理后烟气能达标排放。超重力除尘脱硫脱硝一体化技术具有成本低、效率高、设备小和投资少等优点,在中小锅炉烟气净化过程具有广泛的应用前景。     

醇胺离子液体对烟气硫的高效脱除

燃煤烟气中的SO_2对人体健康和生态环境危害很大,传统的除硫装置大都存在二次污染。离子液体作为新型吸收剂有着广泛的应用前景。制备柠檬酸三乙醇胺离子液体作为脱硫剂,在模拟烟气条件下对SO_2的吸收性能进行研究。结果表明:柠檬酸三乙醇胺离子液体具有高效脱硫性能,在70 min时脱硫率仍能达到80%以上;温度升高不利于脱硫过程的进行;而SO_2浓度增加,离子液体的吸收量增加;离子液体的解吸工艺简单,在90℃下加热80 min可完全解吸,再生性能良好。柠檬酸三乙醇胺离子液体对SO_2的吸收主要以化学吸收为主,同时伴有物理吸收过程,吸收摩尔比达到3.38~3.68 mol·mol~(-1)。     

树空坪矿区磷矿废石磷素的浸出特性

研究不同液固比条件下磷矿废石磷素浸出特性,为磷矿废石利用及治理提供理论依据和技术指导,进行磷矿废石磷素静态淋溶实验。结果表明:磷矿废石磷素释放过程中,液固比直接影响磷矿废石中磷素释放速率;低液固比条件下(液固比小于5.0 m L·g~(-1)),固相和液相传质过程未达到平衡,溶液与磷矿废石相互作用在快速进行,高液固比条件下(液固比大于5.0 m L·g~(-1)),固相和液相传质过程趋于稳定;液固比淋溶实验过程中总磷浓度没有明显变化,而磷素累加释放量随着液固比呈现出线性变化,说明pH浸提液对于磷矿废石中磷素释放作用属于溶解度控制。     

采用可再生胺法脱除烟气中SO_2

为加快可再生胺法脱硫工艺的工业化进程,开发了一套撬装式脱硫再生中试装置,通过SO_2连续吸收解吸实验验证装置性能。分别考察吸收剂质量分数、pH、液气比(L/G)、解吸温度、SO_2进口含量对吸收和解吸效率的影响,结果表明:随吸收剂质量分数、pH、液气比的增大吸收率升高,而解吸率下降;解吸温度升高,吸收率变化不大,解吸率增速较快;SO_2进口浓度增大,吸收率和解吸率迅速降低。确定适宜工艺条件为:吸收剂质量分数30%,pH=6~8,吸收温度30℃,解吸温度(90±5)℃,液气比L/G=5.0 L·m-3。通过微分法导出体积总传质系数KGa的计算公式,并与相关工艺参数进行关联拟合,回归出填料吸收塔K_Ga经验模型:K_Ga=0.081(L/G)~(0.232 0)(8.91 w~(0.107 3)pH~(0.24)8e-0.32yA-1)。     

基于碱式硫酸铝再生法脱硫的SO32-氧化抑制剂的筛选

在碱式硫酸铝(碱铝)再生法脱硫过程中,抑制SO_3~(2-)氧化对于碱铝再生利用至关重要。实验选择碱度为30%、铝量为30 g·L~(-1)的脱硫溶液作为研究对象,通过添加茶多酚、抗坏血酸、乙二醇3种氧化抑制剂,与无添加的碱铝溶液(空白)进行SO_3~(2-)的氧化抑制和碱铝再生性能对比实验。结果表明:添加氧化抑制剂对SO_3~(2-)氧化具有抑制作用,抗坏血酸抑制氧化效果最佳;相比空白实验,添加茶多酚和抗坏血酸的最佳浓度均为5 mmol·L~(-1),SO_3~(2-)氧化率相对减少38%和42%,而添加10 mmol·L~(-1)的乙二醇氧化率仅减少35%;碱铝脱硫溶液添加氧化抑制剂也有助于提高SO_2的解吸性能,添加最佳浓度氧化抑制剂的解吸率相比空白实验提高8%以上。研究结果可为碱铝再生法脱硫技术的工业应用提供参考。     

基于气液悬浮旋切掺混的气动旋流塔脱硫性能测试与分析

为了研制低运行能耗和高脱硫效率的新型脱硫塔,以满足国家最新环保超低排放标准,采用基于气液悬浮旋切掺混的气动旋流塔脱除燃煤烟气中的SO_2污染物,对其内部气动旋流单元的强化传质脱硫性能进行探究,考察了空塔喷淋段和气动旋流段的喷淋层位置和液气比对脱硫效率及系统阻力的影响,并对气动旋流单元的脱硫效率进行了理论计算模拟。结果表明:喷淋层距浆液池高度越高,液滴在吸收区停留的时间越长,脱硫效率越高,系统运行阻力也越大;增加液气比,可显著提高系统的脱硫效率,单层喷淋层阻力约为150 Pa;在低pH工况下,SO_2吸收过程为液膜控制,气动旋流单元的脱硫效率较低;随着pH的增大,SO_2吸收过程逐渐由液膜控制转变为双膜甚至气膜控制,气动旋流单元的脱硫效率逐渐增强;当pH=5时,液气比=25 L·m~(-3),5层喷淋层运行工况下的脱硫效率高达99.82%。气动旋流单元的脱硫效率模拟计算结果表明:在高pH下,气动旋流单元的脱硫效率更高;当pH=5.5时,气动脱硫单元的脱硫效率为62.56%,阻力为360 Pa,实验数据与理论计算曲线吻合较好。以上研究结果可为新型高效燃煤机组脱硫超低排放改造技术的开发及其在环境污染控制领域的应用提供参考。     

臭氧定量氧化联合湿法吸收同时脱硫脱硝

采用臭氧定量氧化NO,并结合湿法吸收进行脱硫脱硝实验研究。吸收实验选取3种常见碱性吸收液,采用鼓泡法进行NO_x脱除效果对比,最终选定0.05 mol·L~(-1)的Ca(OH)_2乳浊液为吸收液。考察了NO和NO_2不同配比下的吸收效果,当氧化度为60%(NO_2/NO物质的量比1.3)时,吸收效果最佳。臭氧氧化实验结果表明,O_3/NO物质的量比为0.6时能达到最佳氧化度,碱液吸收NO_x脱除效率能达到76%,SO_2脱除效率达100%。当改进鼓泡方式后,最佳氧化度条件下NO_x脱除效率提高到85%。碱液pH对该法脱硝效率有影响,SO_2的存在对NO_x的脱除有一定促进作用。