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。     

柴油机尾气Fe(Ⅱ)EDTA络合-铁屑还原脱硝中试研究

采用Fe(Ⅱ)EDTA络合-铁屑还原脱硝工艺,针对功率175 k W的柴油机,搭建了处理量为640 m~3·h~(-1)的脱硫脱硝中试装置,系统研究了脱硝装置连续脱除柴油机尾气中NO的过程。结果表明:铁屑还原效果较好,连续运行时,Fe(Ⅱ)EDTA溶液对NO有很好的吸收效果;喷淋量、填料层高度及再生温度均会影响络合剂吸收NO的脱除效率,但功率的改变对络合剂吸收NO的脱除效率影响较小。长时间连续运行实验表明,系统的脱硝性能稳定,稳定运行时的脱硝效率连续7 d均保持在75%左右;系统运行过程中,络合液的pH逐渐上升,最终稳定在7.45左右。     

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。     

铁碳材料还原NO络合吸收体系中Fe(Ⅲ)EDTA的性能

在湿法烟气脱硝中,Fe(Ⅱ)EDTA是一种常用的螯合剂,对NO有良好的络合吸收能力,但是Fe(Ⅱ)EDTA容易被O2氧化成对NO无络合能力的Fe(Ⅲ)EDTA。因此,选择合适的还原剂实现Fe(Ⅲ)EDTA的高效还原是络合脱硝的关键技术之一。比较了铁碳(Fe/AC)和铁粉(Fe)在不同搅拌速度下对Fe(Ⅲ)EDTA的还原,系统探讨了铁碳质量比、O2浓度、铁碳中Fe与Fe(Ⅲ)EDTA的摩尔比、pH值和Fe(Ⅲ)EDTA初始浓度对铁碳还原Fe(Ⅲ)EDTA的影响,考察了Fe/AC投加前后NO吸收效率的变化,同时通过BET、XRD表征技术对铁碳材料进行了分析。结果表明:Fe/AC能很好地再生Fe(Ⅱ)EDTA,从而提高NO吸收效率。提高搅拌速度、铁碳中Fe与Fe(Ⅲ)EDTA的摩尔比、Fe(Ⅲ)EDTA初始浓度,Fe(Ⅲ)EDTA的还原速率会相应增大;O2浓度及pH增大会降低Fe(Ⅲ)EDTA的还原速率。表征结果表明,铁碳表面形成的氢氧化物为γ-Fe OOH。     

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。     

助剂(C_2H_4、NH_3)添加对AC/DC流光放电等离子体脱硝效果的影响

等离子体法脱硝被认为是一种非常环保有效的脱硝技术,为了探究等离子体对NO_x的作用过程,选用AC/DC流光放电等离子体及模拟烟气,考察了烟气流量和NO初始浓度、添加剂的种类与含量以及SO_2对等离子体脱硝的影响。结果表明:NO的脱除过程由氧化过程和还原过程同时作用,在同一功率下,NO_x脱除率随流量的增加而降低,NO初始浓度对NO_x脱除率无直接影响。氨的添加可以促进NO_x的还原脱除,乙烯的添加可以促进NO氧化转化为NO_2。烟气中SO_2存在会导致NO_x脱除效率降低,此时氨助剂的加入可以显著提高NO_x脱除率。当NH3∶SO_2=2∶1时,在15 W下SO_2脱除率可达100%,NO_x脱除率60%。     

氨-Fe(Ⅱ)EDTA法同步脱硫脱硝中试研究

在中试吸收塔反应器中,以氨基湿法烟气脱硫为基础,结合Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收NO技术,实现同步脱硫脱硝;采用单一变量法研究了塔型、填料几何特性、填料层高度、液气比和Fe(Ⅱ)EDTA浓度等因素对同步脱硫脱硝的影响。结果表明,在相同的条件下,填料塔比空喷塔和鼓泡塔有利于同步脱硫脱硝;空隙率高、填料因子小的填料能明显提高脱硫脱硝效率,填料层高度从0 mm增加到900 mm,脱硫脱硝效率分别增大了4.49%和19.55%;液气比和Fe(Ⅱ)EDTA浓度越大,脱硝效率越高,但对SO_2的吸收没有影响。最佳工艺条件为:ф25 mm鲍尔环作填料且填料层高度为900 mm的填料塔、液气比为12 L/m~3、Fe(Ⅱ)EDTA浓度为0.05 mol/L,在此条件下,脱硫脱硝效率分别达到100%和51.55%。     

Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收-铁粉还原再生脱除NO性能

利用Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收-铁粉间歇还原再生脱除NO并回收氨资源的方法,实验研究了铁粉还原再生Fe(Ⅱ)(NO)EDTA的过程及其影响因素。结果表明,以0.015 mol/L的Fe(Ⅱ)EDTA做吸收剂,在起始p H 5.5、温度323K条件下吸收400×10-6~500×10-6的NO,脱除率95%以上;铁粉还原再生Fe(Ⅱ)(NO)EDTA过程可用缩芯模型阐释;铁粉添加量与搅拌强度直接决定了铁粉质点数量,是影响反应的重要因素;实验中Fe(Ⅱ)(NO)EDTA络合液150 m L,氧气含量为5%时,搅拌速度900 r/min、粒径为0.12 mm的铁粉浓度5.3 g/L、温度353 K、p H=6为最适宜再生条件。     

非沥青基煤质氧化活性炭的脱硝特性

采用固定床反应器、XPS、FTIR和BET等技术研究了脱硝过程中脱硝时间和温度与烟气中NH_3和O_2浓度对非沥青基煤质氧化活性炭(NPAC-WO)脱除NO的影响及其作用机理。结果表明:在脱硝反应初期生成新活性位或活性官能团促使脱硝率由15.94%增大为39.89%;烟气中O_2浓度增加有利于NO_x脱除;在30℃,NPAC-WO无氨条件下可直接吸附NO_x,V(NH3)/V(NO)大于0.8时,NH_3存在也可促进NO_x脱除;低温和高温均利于NO_x的脱除,在30℃和250℃时,脱硝率分别高达73.05%和99.20%。     

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。     

草酸铁光催化协同络合铁脱硝剂再生过程

基于Fe(C_2O_4)_3的光化学性质,研究了Fe(C_2O_4)_3光催化协同络合铁脱硝剂再生的实验过程。实验考察了在50℃和Fe(Ⅱ)EDTA浓度为0.01 mol·L~(-1)以及NO进口浓度为530 mg·m-3的模拟烟气脱硝系统中,光催化再生模式、初始p H、Fe(C_2O_4)_3浓度及组成、氧气浓度对再生过程的影响。结果表明:Fe(C_2O_4)_3分开加入和分步光照是适合于本体系的反应方式;草酸钠与硫酸亚铁的最佳浓度比为3,浓度分别为0.06和0.02 mol·L~(-1),吸收液初始p H为5.3,有氧参与条件下,实现了络合剂有效再生,再生吸收液脱硝率最高可恢复到60%左右;氧在再生过程中表现出正协同效应。通过牺牲光敏性的草酸铁配体再生脱硝络合剂,建立了一种温和的光助低温湿式氨法同步脱硫脱硝过程。     

Fe(Ⅱ)协同过硫酸钾改善河道底泥的脱水性能

含水率是影响河道底泥后续处置效果与成本的重要因素,采用响应曲面法(RSM)和中心复合设计法(CCD)对Fe(Ⅱ)-过硫酸钾(K_2S_2O_8)优化河道底泥脱水性能进行研究。结果表明,K_2S_2O_8投加量为22.26 mg·g~(-1)TSS、Fe(Ⅱ)投加量为43.63 mg·g~(-1)TSS(K_2S_2O_8和Fe(Ⅱ)投加摩尔比为1∶1.9),初始pH为5.95时,其脱水效果最佳,CST削减率在10 min内能够达到86.16%,与优化响应器拟合的最佳CST削减率86.44%基本一致。基于RSM建立CST削减率预测模型,模型的相关系数R~2和R_(adj)~2分别为0.905 8和0.821 1,拟合度良好。经回归模型方差分析(ANOVA),底泥脱水效率受Fe(Ⅱ)投加量影响最大(P0.001),其次是初始pH(P=0.023),最后是K_2S_2O_8投加量。与市场上常用聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)相比,具有优越的经济性和良好的脱水效果。     

燃煤机组烟气污染物排放特性研究

在分析超净排放技术和脱硫、脱硝及除尘中各污染物的作用机制基础上,研究了不同工况条件下SO_2、NO_x、烟尘的排放特性。结果表明:(1)脱硝工艺烟气温度控制在377~407℃,总风量控制在1 100~1 500t/h,出口NO_x质量浓度能够达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)超净排放(50mg/m~3)的脱硝标准,比改造前NO_x平均脱除效率提升6百分点。(2)改造后,出口烟气SO_2质量浓度为28.7 mg/m~3,低于35 mg/m~3;出口烟尘质量浓度为3.4 mg/m~3,低于5 mg/m~3,均达到了GB13223—2011超净排放的标准。(3)电厂完成改造后每年可减少SO_2及NO_x排放量分别为2.7万、1.3万t,年缴纳的SO_2和NO_x排污费用可减少2 526.3万元,具有显著的节能及经济效益。     

多羧酸改良硫代光-Fenton处理有机染料废水

使用EDDS(乙二胺二琥珀酸)螯合Fe(Ⅲ),在光照过程中活化过硫酸盐/亚硫酸盐产生硫酸根自由基,并用于处理水体中的染料橙黄Ⅱ,考察过硫酸盐/亚硫酸盐初始浓度,Fe(Ⅲ)-EDDS初始浓度以及溶液初始pH对橙黄Ⅱ降解效果的影响,并获得处理效果较好的优化体系。结果表明,Na_2SO_3-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,[Na_2SO_3]=5 mmol·L~(-1),[Fe(Ⅲ)-EDDS]=0.05 mmol·L~(-1),pH=3.0时,60 min内橙黄Ⅱ降解效率达98%;Na_2S_2O_8-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,[Na_2S_2O_8]=10 mmol·L~(-1),[Fe(Ⅲ)-EDDS]=0.50 mmol·L~(-1),pH=7.0时,120 min内橙黄Ⅱ降解效率达99%。两个体系中,Fe(Ⅲ)-EDDS均存在最佳浓度,增大或减小均导致效率降低。Na_2SO_3-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,溶液初始pH越大,橙黄Ⅱ降解效率越低。Na_2S_2O_8-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,pH高于或低于7.0时橙黄Ⅱ降解效率均降低。Na_2SO_3-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,亚硫酸钠浓度越大橙黄Ⅱ降解效率越高。Na_2S_2O_8-Fe(Ⅲ)-EDDS体系中,过硫酸钠存在最佳浓度,增大或减小均导致降解效率降低。     

Mn-La-Ce-Ni-O_x/P84一体化滤布的低温脱硝影响因素

将550℃煅烧的Mn-La-Ce-Ni-O_x(Mn/La/Ce/Ni=2.5∶2.5∶1∶1)粉体均匀分散在蒸馏水中,采用P84滤料浸渍吸附复合氧化物分散液,经干燥、喷洒聚四氟乙烯乳液固定化,制备除尘脱硝一体化Mn-La-Ce-Ni-O_x/P84滤布。研究了Mn-La-Ce-Ni-O_x/P84滤布低温选择性催化还原(SCR)NO的活性。分别考察了反应温度、NH_3/NO摩尔比、O_2体积分数、复合氧化物负载量和SO_2等因素对Mn-La-Ce-Ni-O_x/P84滤布NH3-SCR脱除NO活性的影响。结果表明,当催化剂负载量大于250 g·m-2时,在100~200℃温度范围内一体化滤布催化活性均大于90%,200℃时脱硝活性达98.3%。当氧含量6%、NH3/NO≤1.0时,一体化滤布脱硝活性随NH3/NO摩尔比的增大而增大,NH_3过量与氧过量时无影响。200℃时,通入300×10-6SO_2对Mn-La-Ce-Ni-O_x/P84滤布脱硝活性有一定地抑制作用,脱除NO_x效率最低下降到88.6%,停止通入SO_2后,脱硝活性逐渐恢复。     

ClO_2气相氧化联合CaCO_3浆液吸收同时脱硫脱硝试验研究

采用ClO_2气相氧化联合CaCO_3浆液吸收工艺对模拟烟气进行同时脱硫脱硝,研究了ClO_2/NO摩尔比、SO_2初始浓度对气相氧化段NO氧化率的影响及液相吸收段中CaCO_3浆液pH、温度和液气比对同时脱硫脱硝效果的影响。结果表明,在气相氧化段,NO的氧化率随着ClO_2/NO摩尔比的增加呈先快速增加后逐渐平稳的变化趋势;在给定的ClO_2/NO摩尔比(0.8)下,随着SO_2初始浓度的增加,NO氧化率稍有下降,高浓度SO2的存在对ClO_2氧化NO的抑制作用有限,说明ClO_2对NO的氧化反应具有良好的选择性。ClO_2气相氧化联合CaCO_3浆液吸收工艺最优反应条件:ClO_2/NO摩尔比为0.8,CaCO_3浆液初始pH为7.0、温度为55℃,液气比为18L/m3。当SO2初始质量浓度为1 000 mg/m~3、NO_x初始质量浓度为509 mg/m3时,最佳反应条件下SO_2去除率达100.00%,NO_x去除率达81%左右。     

用于臭氧氧化烟气脱硝与烟气余热回收的一体化实验台

锅炉烟气中的NO_x是大气污染的重要原因之一。针对燃气锅炉NOx超低排放的要求、以及烟气中大量余热被浪费的现状,提出了烟气脱硝与余热回收一体化的新方法,搭建了一体化实验台,在逆流式烟气喷淋塔中,进行了采用臭氧氧化烟气脱硝、并同时回收烟气余热的实验研究。研究了O_3/NO摩尔比、液气比、碱液吸收对脱硝效果的影响,并对脱硝与余热回收的耦合关系进行了分析。在实验室实验的基础上,进一步进行了实际工程的中试研究。结果表明,烟气脱硝与余热回收一体化是可行的,实验台实验中,当烟气温度为83.0℃、喷淋水温度为46.4℃、液气比为14.8 m~3·L~(-1)、O_3/NO摩尔比为1.6时,脱硝率为30%,同时回收烟气余热量18.5 kW。     

离子交换树脂对氰化溶液中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的吸附行为

研究了大孔型弱碱性阴离子交换树脂L-300对于氰化溶液中Fe(CN)4-6和Fe(CN)3-6的吸附过程。结果表明,L-300树脂可有效地吸附Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的氰化络合离子。25℃时,该树脂(湿树脂)对Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的静态饱和吸附容量分别为5.301 mg/m L和8.585 mg/m L。该树脂对铁氰络合离子的吸附过程符合Lagergren二级速度方程式,以液膜扩散为主控步骤,对Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的吸附速率常数分别为39.85 m L/(g·min)和55.56 m L/(g·min),表明对Fe(Ⅲ)的吸附速率要稍大于对Fe(Ⅱ)的吸附速率。L-300树脂对Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的吸附符合Freundlich经验等温式,吸附过程的焓变分别为11.65 k J/mol和11.81 k J/mol,表明吸附是吸热过程。     

Fenton氧化法同时脱硫脱硝的实验研究

应用Fenton液相氧化吸收法进行同时脱硫脱硝实验。首先,利用单因素实验,分别考察了H2O2浓度、Fe2+投加量、初始pH值、UV照射和温度对脱硫脱硝的影响。结果表明,SO2和NO去除率随着H2O2浓度和Fe2+投加量的增大而提高;初始pH对SO2和NO的去除有较大影响;UV能促进SO2和NO的净化;温度对脱硫效率影响不大,但对NO的去除有显著作用,适当升温可以提高脱硝效率。随后,考察了SO2对NO去除率的影响。通过单独脱硝和同时脱硫脱硝的对比实验发现,SO2的加入对NO的去除有一定的促进作用,Fenton法可同时获得起始约80%的脱硝效率和98%以上的脱硫效率。     

脱氮塔中一株异养硝化真菌的分离鉴定及其脱氮特性

在微生物净化燃煤烟气技术研究中,NO、NO_x的脱除效率不高,达不到工艺要求。国内外对于微生物法净化燃煤烟气NO、NO_x的细菌作用研究较多,而对真菌的作用却研究很少。为了提高微生物法对燃煤烟气NO、NO_x的脱除效率,对脱氮塔生物膜中的异养硝化作用真菌进行了分离、纯化及鉴定,通过摇瓶实验研究了真菌对亚硝酸盐(NO_2~-)的作用特征,在脱氮塔中对NO_x的脱除效率进行了实验验证。实验结果:从脱氮塔生物膜中分离纯化的真菌为木霉属的棘孢木霉Trichodema asperellum(简称:1LNL菌株);该1LNL菌株能直接将NO_2~-氧化为NO-3,在实验周期为10 d的条件下,细菌对照组硝化率为31.5%、空白对照组硝化率为8.4%,1LNL菌株的硝化率能达到25.0%,实验证明真菌1LNL菌株具有一定的硝化作用;将1LNL纯菌株扩大培养液400 mL投加到脱氮塔中,NO的脱除率平均提高了4.39%,NO_x的脱除率平均提高了4.00%,真菌1LNL能显著提高脱氮柱NO、NO_x的脱氮效率。在微生物净化烟气中NO、NO_x的研究实践中,真菌的作用应加以重视并应展开更加深入、系统的研究。