离子液体R3NANR3的制备及其脱硫性能

以二元酸和短链叔胺为原料,合成了已二酸三乙胺盐离子液体———R3NANR3。对该离子液体进行SO2气体的循环吸收和解吸行为的研究。实验结果表明,R3NANR3离子液体能对SO2气体进行有效的化学吸收。该吸收过程分二步进行,以第一步吸收为主。室温下(20℃)该离子液体在3 h以内吸收速率较快,3 h后吸收速率减慢并逐渐达到平衡。R3NANR3离子液体与SO2气体饱和吸收量的物质的量之比为1.08。较高温度将导致SO2气体的解吸,在90℃时饱和吸收液能较充分地解吸,残留量为0.0010 mol/L。多次吸收和解吸测试表明,R3NANR3离子液体能实现对SO2气体的循环吸收和分离,将成为烟气中SO2气体的脱除和利用的重要循环吸收剂。     

离子液体R_3NANR_3的制备及其脱硫性能

以二元酸和短链叔胺为原料,合成了已二酸三乙胺盐离子液体———R3NANR3。对该离子液体进行SO2气体的循环吸收和解吸行为的研究。实验结果表明,R3NANR3离子液体能对SO2气体进行有效的化学吸收。该吸收过程分二步进行,以第一步吸收为主。室温下（20℃）该离子液体在3 h以内吸收速率较快,3 h后吸收速率减慢并逐渐达到平衡。R3NANR3离子液体与SO2气体饱和吸收量的物质的量之比为1.08。较高温度将导致SO2气体的解吸,在90℃时饱和吸收液能较充分地解吸,残留量为0.0010 mol/L。多次吸收和解吸测试表明,R3NANR3离子液体能实现对SO2气体的循环吸收和分离,将成为烟气中SO2气体的脱除和利用的重要循环吸收剂。     

低温结晶净化柠檬酸盐解吸贫液中硫酸根

在柠檬酸盐吸收—解吸脱硫技术中,完成循环吸收过程的吸收液由于烟气杂质催化和高温解吸变成了含低二氧化硫浓度、中高硫酸根浓度、多种有机酸共存的柠檬酸盐解吸贫液,造成吸收效率下降、SO2平衡容量严重降低,必须进行溶液净化,特别是净化硫酸根。针对这一问题,实验室采用低温结晶法净化柠檬酸盐脱硫解吸贫液模拟液,通过对溶液中硫酸根浓度分析,研究了不同反应时间、温度、初始硫酸根浓度、柠檬酸根总浓度和溶液p H对硫酸根去除效率的影响。结果表明,硫酸根去除率与冷冻温度和溶液p H有关。在柠檬酸根总浓度1.5 mol/L,初始硫酸根浓度40 g/L,冷冻温度3℃,p H 4.5的条件下,可将硫酸根净化至16.9 g/L。     

硅钙渣用于烟气脱硫的可行性

根据硅钙渣的化学成分、物相组成和粒径分布分析了其用于烟气脱硫的可行性,并进行了模拟烟气脱硫实验,结果表明,硅钙渣中含有大量的碱性氧化物,且粒径分布满足脱硫要求;其浆液脱硫效率高,脱硫持续时间长,而且还能较好地适应烟气中SO_2浓度的变化。当浆液浓度从1%增加到7%,脱硫效率为100%的持续时间从275 min增加到1 900 min。在相同条件下,硅钙渣的脱硫性能优于石灰石,因此,硅钙渣用于烟气脱硫是可行的。     

柠檬酸强化钢渣湿法烧结烟气脱硫及机理

在鼓泡反应器中考察了添加柠檬酸强化钢渣湿法烧结烟气脱硫的影响因素,包括钢渣粒度,吸收浆液浓度、进口二氧化硫浓度、停留时间,p H值,柠檬酸与钢渣的浸泡时间等,结果表明,柠檬酸浓度为2.0 mmol/L、钢渣浓度为4%、二氧化硫进口浓度为1 500 mg/m3、烟气停留时间为7 s、钢渣强化时间为2 h、钢渣粒度200目,脱硫率达到90%以上。经4 mmol/L的柠檬酸强化后的钢渣浆液脱硫率比单纯钢渣浆液提高18.41%,达到90.99%的脱硫率,且有效反应时间延长50%,达到60 min以上。柠檬酸的加入,一方面促进了钢渣碱性组分溶解,另一方面在吸收液中形成柠檬酸和柠檬酸盐缓冲体系,增加了气液界面SO2浓度,提高了SO2的气液传质速率。     

O_3氧化-SO_3~(2-)还原燃煤烟气脱硝

燃煤烟气同时脱硫脱硝是燃煤烟气污染治理技术研究与应用的趋势。提出利用臭氧注入到模拟烟气氧化NO生成NO_2,再利用NO_2氧化亚硫酸盐生成硫酸盐,同时NO_2被还原生成N2的工艺方法。研究了沿面放电法产生臭氧、臭氧氧化NO、NO_2在亚硫酸钠溶液中的转化和溶液中SO_2-4生成及影响因素。结果表明,臭氧投加量对NO氧化过程影响较大,当O_3/NO摩尔比为1.1时,烟气中NO脱除率达到90%;亚硫酸钠溶液中NO_2脱除率达到97%,且在吸收液温度小于80℃、pH小于10的条件下,NO_2脱除率基本保持不变;液相亚硫酸钠溶液中NO_2与SO_2-3离子之间氧化还原反应生成SO_2-4离子和N2是NO_2转化的主导反应。     

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)。     

旋转填料床/柠檬酸盐法吸收-解吸SO2

提出采用旋转填料床结合柠檬酸盐法脱除烟气中SO2的方法,考察了旋转填料床转子转速、液气比、初始柠檬酸根浓度和初始pH值等因素对脱硫效率的影响。结果表明,采用超重力法超重机转子转速为1 000 r/min、液气比为7L/m3、初始柠檬酸根浓度为1.5 mol/L、吸收液的初始pH值为5.0,脱硫效率稳定在99%左右。研究了水蒸气汽提法解吸SO2时初始柠檬酸根浓度、初始pH值、SO2浓度、富液流量和水蒸气流量对解吸效率的影响,得出了影响SO2解吸率的基本规律,并进行了分析。通过实验证明该方法在技术上是可行的,具有良好的应用前景。     

超声波雾化技术对磷矿浆脱硫强化的影响分析

为了对磷矿浆湿法脱硫技术进行强化,实验将超声波雾化技术应用于磷矿浆脱硫,考察了吸收温度、进气流量、固液比、雾化功率、pH对脱硫效率的影响。结果表明:在SO_2进口浓度为1 500 mg·m~(-3)、氧含量为15%、进气流量为0.3 L·min~(-1)、吸收温度为35℃、固液比为25∶100、雾化功率为30 W的最佳条件下,磷矿浆脱硫率≥90%的反应时间可持续在620 min以上。经过对反应前后的磷矿粉及吸收液的分析,得出反应过程中一些离子及元素的变化规律。该工艺操作简便,对SO_2净化效率高,原料价廉易得,同时可副产磷肥,有助于实现烟气中SO_2的净化与磷矿的资源化。     

螺旋切割强化湿法烟气脱硫的传质动力学

针对开发的新型静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫技术,根据双膜理论从动力学角度建立了静态螺旋切割强化Ca(OH)_2溶液吸收烟气SO_2的动力学模型,并采用单因素实验探究了烟气SO_2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量对传质速率的影响。结果表明:模型能较好地描述静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫的实际过程,理论计算与实验数据都发现,烟气SO_2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量的增加均有助于提高传质速率;但当脱硫剂浓度大于5%时,传质速率随脱硫剂浓度的增加改变不大。     

铁离子液相催化氧化协同脱硫脱硝

在铁法脱硫的基础上,利用Fe(Ⅲ)离子可以催化氧化NO_x与SO_2溶于液相中形成的S(IV)化合物发生反应的特性,在鼓泡反应器中进行了铁离子液相催化氧化协同脱除烟气中SO_2和NO_x的实验研究,考察了吸收液pH值、温度、烟气中SO_2和NO_x的浓度比等因素对SO_2和NO_x脱除效率的影响。结果表明:实验条件下影响因素的改变并未对SO_2脱除效率产生影响,其脱除效率一直维持在95%以上;对NO_x的脱除效率影响较大,吸收液pH值在3.0左右时,NO_x脱除效率最高,其脱除率可达62%;温度和烟气中SO_2和NO_x的浓度比的增大都会在一定程度上提高NO_x的脱除效率。仅当吸收液温度增大到50℃以后,溶液中Fe(Ⅲ)离子水解生成絮凝状沉淀时,NO_x的脱除效率开始下降;另外,SO_2和NO_x的浓度比大于2.3∶1时,即可满足NO_x脱除的需要。     

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。     

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。     

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。     

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)。     

改进氨吸收法同时脱硫脱硝试验研究

以氨水和尿素作为混合吸收剂,同时以三乙醇胺作为添加剂,进行了模拟工业锅炉烟气同时脱硫脱硝试验。考察了SO2和NO的初始浓度、尿素和三乙醇胺的质量分数、氨水体积分数、烟气流量、液气比和反应温度对脱硫脱硝效果的影响。结果表明,当NO初始质量浓度为1 000mg/m3,SO2初始质量浓度为1 780mg/m3,尿素质量分数为0.3%,氨水体积分数为0.3%,三乙醇胺质量分数为0.02%,烟气流量为20m3/h,液气比为20L/m3,温度为20℃时,脱硫率为97%,脱硝率为58.7%。该方法可以达到同时脱硫脱硝的目的。     

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。     

聚苯胺基复合吸收剂对烟气中SO_2的吸附

聚苯胺(PANI)作为吸收剂,可有效地吸附烟气中的SO_2。不同于其他吸收剂的是聚苯胺具有较高的热稳定性。但聚苯胺本身为团聚结构,在脱硫过程中颗粒之间会相互融合,使其脱硫效率降低。采用凹凸棒、硅藻土、蛭石与苯胺复合制备聚苯胺基复合吸收剂,对烟气中的SO_2进行吸附,可有效减少聚苯胺颗粒之间的相互接触,避免聚苯胺颗粒在脱硫过程中颗粒之间的融合。实验结果表明,聚苯胺基复合吸收剂吸附SO_2实质上是其中的聚苯胺对SO_2的吸附,吸附原理主要为化学吸附,当吸附温度为100~180℃时,吸附效果较好;吸附剂可循环使用,且仍然具有优良的吸附容量;相对于纯的聚苯胺,聚苯胺与凹凸棒、硅藻土和蛭石复合之后的吸收剂对SO_2的吸附效果显著提高。     

稀土氧化物在烟气脱硫过程中的应用研究进展

目前烟气脱硫是控制ＳＯ２排放最有效的途径之一。本文综述了以稀土氧化物作为吸收剂或催化剂在烟气脱硫过程中应用的研究进展,重点介绍了稀土氧化物吸收或催化脱硫反应的机理及特殊性能,并对稀土氧化物材料吸收或催化脱硫方法的特点及应用前景进行了讨论。     

烟气脱硫——一个有争议的问题

煤在今后相当长时期内将仍然是我国的主要能源,进行大规模火力发电厂的建设也是必然的。目前控制SO_2排放是急需解决的问题。烟气脱硫至今仍是控制SO_2排放的主要措施。本文就我国烟气脱硫方面一些问题进行讨论——控制SO_2排放的不同方法,抛弃流程法、回收流程法进行烟气脱硫的评价,实现商品化及加速实现烟气脱硫技术的展望。