液相催化氧化SO_2研究进展

过渡金属离子液相催化氧化技术是目前烟气脱硫领域的研究热点.在溶液中,过渡金属离子有很强的接受电子能力,因此S(Ⅳ)能被这些离子氧化为S(Ⅵ),从而达到脱除烟气中SO2的目的.该技术理论上不消耗催化剂,过渡金属离子通过价态的变化可以再生,无二次污染,是一种绿色的脱硫工艺,而且可以制取有较高经济价值的副产品.在过渡金属离子中,Mn(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的催化效果最好,得到了广泛的关注和深入的研究.本文分别从液相催化氧化SO2的催化体系、反应的强化及机理等方面综述了近年来的研究进展,讨论了存在的问题及发展趋势.     

液相催化氧化法烟气脱硫工艺研究

研究以Mn2＋作为催化剂的液相催化氧化烟气脱硫工艺,对解决目前中小型燃煤锅炉的污染现状有着重要的意义。针对我国中小型燃煤锅炉烟气的特点,采用了以MnSO4为催化剂的液相催化氧化烟气脱硫工艺。为了优化工艺参数,在实验室建立了实验模型,模拟现场实际运行的状况,对Mn2＋为催化剂的脱硫效率影响因素进行了研究。实验结果表明：当SO4浓度小于2000mg／m3,烟气流量1．5L／min时,吸收液体积20mL,温度为28℃,pH值5-6,Mn2＋浓度为0．12mol／L时,脱硫效率可以达到85％以上。     

液相催化氧化脱除烟气中SO2和NOX的机理讨论

对液相催化氧化SO2和NOx进行了较为系统的理论讨论,综述了液相催化氧化吸收SO2和NOx以及过渡金属离子的催化作用,探讨了液相溶液中SO2和NOx同时存在时可能发生的反应,为今后研究SO2和NOx的湿式脱除提供参考。     

氨法烟气脱硫气溶胶特性试验研究

气溶胶问题已成为氨法烟气脱硫工艺推广应用的技术瓶颈,本文对氨法脱硫气溶胶化学组分及其粒径进行实时监测,考察了脱硫运行阶段、脱硫液氧化程度及pH值的影响,并试验分析了氨法脱硫过程中气溶胶的形成机理。结果表明,氨法烟气脱硫气溶胶主要为亚微米级颗粒,组分以含硫酸根、铵根为主,集中在0.1m~0.4m之间。脱硫初始阶段,气溶胶组分中存在NH4HSO4和NH4HSO3,正常运行阶段,气溶胶组分以(NH4)2SO4和(NH4)2SO3为主。脱硫浆液未进行曝气氧化,气溶胶组分中SO32-为主,充分氧化后,SO42-含量明显增加;提高脱硫浆液pH值,气溶胶组分中SO32-含量增加。非均相反应形成的气溶胶组分中存在NH4HSO4、NH4HSO3;脱硫液滴的夹带和蒸发作用形成的气溶胶成分主要为(NH4)2SO4和少量(NH4)2SO3。非均相反应对于气溶胶的形成占主要贡献,数量浓度与质量浓度均高于单纯夹带蒸发。     

垃圾渗滤液烟气脱硫--pH值、Fe2+和Mn2+的影响机理研究

研究了利用垃圾渗滤液进行烟气脱硫并同时吹脱去除垃圾渗滤液中氨氮这一互补工艺过程,研究证实,因其较高的碱度、对酸的缓冲能力以及金属离子的催化作用,垃圾渗滤液是一种良好的二氧化硫吸收剂,其对SO2的吸收率可达90%以上,同时渗滤液中的氨氮浓度可从133mmol·L-1降低到78 mmol·L-1.在确定的实验条件下研究了垃圾渗滤液pH值以及Fe2+、Mn2+的催化作用对吸收二氧化硫的影响.实验结果表明,垃圾渗滤液pH值是吸收SO2、吹脱去除氨氮、促进Fe2+、Mn2+的催化作用以及提高吸收尾液可生化性的关键因素,需要将垃圾渗滤液吸收终点的pH值控制在6.0左右;在较低pH值条件下,Fe2+、Mn2+的催化作用对于保持较高的二氧化硫去除率具有重要作用;虽然Fe2+、Mn2+的催化机理类似,但Mn2+的催化作用优于Fe2+.研究结果证实了烟气脱硫和垃圾渗滤液氨氮吹脱处理相结合的工艺的可行性和优越性.     

湿法烟气脱硫锰催化对亚硫酸钙氧化的影响

采用机械搅拌槽式反应器,研究了湿法烟气脱硫环境下锰催化对亚硫酸钙氧化的影响.模拟实验得出湿法烟气脱硫环境下亚硫酸钙的锰离子三相催化氧化遵循并行反应机理,锰离子的催化氧化反应对Mn2+浓度是0.5级.浆液量浓度小时,反应速率受锰离子浓度控制,而不是非催化氧化受亚硫酸钙溶解速率的控制.反应器内pH值为5.0、浆液量浓度＞50 mol/m3时,Mn2+催化作用不增强氧化反应速率.反应器内pH值为5.5、浆液浓度＞55 mol/m3时,1 mol/m3的Mn2+催化作用使亚硫酸钙的氧化从非催化氧化的受溶解度控制转变为受氧的扩散传质的控制.     

液相SO3^2—催化氧化动力学的研究

本文主要对过渡金属^Fe2 ,Mn^2 对SO3^2-液相催化氧化动力学进行了研究。通过研究发现并证实了Fe^2 离子对SO3^2－液相催化反应是一级,Mn^2 离子则是二级反应。当以Fe2 ,Mn^2 为催化剂时,反应级数为1．2级。酸度对反应的影响较大,随着酸度伸高反应显著。同时测定了以Fe2 ,Mn^2 为催化剂时的活化能分别为：Ea(Fe)=10.5kJ/mol,Ea(Mn)=9.91kJ/mol。     

酸性电解体系中汽油电化学催化氧化脱硫动力学研究

以负载量为5％的椰壳活性碳载CeO2为粒子群阳极,以铜片为阴极,以不同浓度的Ce2( SO4)3溶液为电解液,以体积分数为20％ H2SO4为支持电解液,以乙硫醇、甲硫醚和噻吩为模型硫化物,考察了汽油在该酸性电解体系中发生电化学催化氧化脱硫反应的动力学.研究表明,在该电解体系中,硫化物发生电化学催化氧化反应的活化能顺序为:硫醇＞硫醚＞噻酚,说明电化学氧化法更有利于脱除噻酚类硫化物.     

搅拌强度对软锰矿浆湿法脱硫反应的影响

考察在不同搅拌强度下SO2的脱硫率及锰离子浸出率，在低转速范围，溶液中脱硫反应主要以MnO2和SO2为主，基产物主要为硫酸锰。在高转速范围，由于溶液中溶解氧浓度增大，脱硫反应则为在Mn^2 、Fe^2 催化下，水吸收SO2脱硫和MnO2与SO2氧化脱硫反应并存，其产物为硫酸锰和稀硫酸的混合物。     

高锰酸钾溶液脱除烟气中砷的实验研究

针对煤燃烧过程中微量砷的排放对环境产生的危害,以KMnO_4溶液作为吸收液,在自行设计的小型鼓泡反应器内进行了KMnO_4溶液氧化脱除烟气中砷的实验。分别考察了KMnO_4溶液初始浓度、吸收溶液初始pH、反应温度、SO_2质量浓度、NO质量浓度、O_2体积分数和CO_2体积分数对砷脱除性能的影响。结果表明,当KMnO_4溶液浓度为10 mmol/L、溶液pH为5、反应温度为50℃、烟气中砷的质量浓度为427μg/m~3时,应用KMnO_4溶液脱砷是可行的,且对砷的脱除效率可达到82.4%。     

尿素湿法烟气脱硫研究

研究了填料、液气比、烟气温度、吸收液pH值、烟气停留时间、烟气SO2浓度等对尿素湿法烟气脱硫效率的影响.实验结果表明烟气温度在60~100℃,吸收液pH值在8左右,停留时间约为2 s,液气比为3时的烟气脱硫综合效果最佳.     

液相催化氧化脱除烟气中SO_2和NO_x机理讨论

对液相催化氧化ＳＯ２和ＮＯｘ进行了较为系统的理论讨论,综述了液相催化氧化吸收ＳＯ２和ＮＯｘ以及过渡金属离子的催化作用,探讨了液相溶液中ＳＯ２和ＮＯｘ同时存在时可能发生的反应,为今后研究ＳＯ２和ＮＯｘ的湿式脱除提供参考。     

软锰矿烟气脱硫研究

在喷射鼓泡反应器（JBR）中采用软锰矿吸收烟气中SO2,并对影响脱硫率的因素液固比、矿浆初始pH、烟气流量、进口烟气浓度、矿粉粒度等进行了探讨。结果表明,采用的JBR反应器作为吸收设备,软锰矿脱除烟气中SO2效果明显（脱硫率＞90％）,经吸收液经过化学加工、精制后,可得工业上具有价值的化工原料MnSO4。     

壳聚糖对微量金属离子吸附作用研究

研究了壳聚糖对溶液中Mn2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+四种常见微量金属离子的吸附作用,通过吸附率、溶液pH等参数,表征了壳聚糖的吸附能力及其对离子的选择性吸附,其选择性次序为:Cu+2＞Zn2+＞Fe+2＞Mn+2,为壳聚糖处理污水中的微量金属离子作了有意义的探索.     

利用苯胺检测过氧化物酶活力的方法

以过氧化物酶催化苯胺发生氧化聚合反应，利用分光光度法测定反应液的吸光度，以吸光度的变化速率来表征过氧化物酶活力。确定了苯胺-乙醇溶液的最佳体积分数为11．1％及反应液的最佳吸收波长为415nm。讨论了苯胺的体积分数、H2O2的体积分数、pH、温度对过氧化物酶活力的影响。同时，通过重复实验、方差分析确定了该方法的可靠性。     

ClO_2湿法同时脱硫脱硝试验及反应过程分析

试验研究了以ClO_2溶液为氧化吸收剂对烟气进行同时脱硫脱硝的方法.考察了NO与SO_2初始质量浓度、ClO_2质量浓度、pH、吸收液温度以及液气比等对脱硫脱硝效果的影响,探讨了ClO_2脱硫脱硝的机理.结果表明:ClO_2质量浓度为200mg/m~3,吸收液pH为5,吸收液温度40℃,液气比为16L/m~3,在SO_2初始质量浓度为1 300mg/m~3,NO初始质量浓度为600mg/m~3的条件下,脱硫率接近100%,脱硝率达92.8%.本方法脱硫脱硝效率高,设备简约、工艺操作简单,且不存在堵塞、结垢等问题,具有较好的实用意义和推广应用前景.     

双碱法烟气脱硫碱性吸收液pH值的确定

以硫排放系统（Ke)为基础,导出了烟气中SO2浓度([SO2],mg/Nm^3)的计算方法,在已知烟气中SO2浓度及排放标准允许的SO2最大排放浓度限额（Cso2^s,mg/Nm^3)的基础上,给出了双碱法烟气脱硫碱性吸收液pH值的确定方法。     

湿法烟气脱硫系统脱硫效率的影响因素

基于非稳态理论建立了电站石灰石 石膏湿法烟气脱硫（WFGD）系统模型,模型分别描述了喷淋塔吸收段和氧化段的工艺过程.对于吸收段,建立了液滴运动、SO2吸收、石灰石溶解和石膏结晶4个子模型;对于氧化段,根据物料平衡建立守恒方程.针对国内某300 MW机组脱硫系统,采用数值计算方法求解模型.模型计算结果表明,浆液pH值与液气比的提高以及烟气流速与入口SO2质量浓度的降低能够提高脱硫效率.模型计算结果与测量结果吻合较好.根据分析结果,对300 MW机组WFGD系统而言,建议pH值取5.4～5.6,液气比取16～18,烟气流速取3.5 m/s左右.     

旋流板塔煤浆法烟气脱硫研究

煤浆法烟气脱硫是以煤浆洗涤含二氧化硫的烟气,二氧化硫溶于浆液形成亚硫酸,煤中黄铁矿与亚硫酸、氧气发生反应,亚硫酸被氧化为硫酸,从而实现烟气脱硫.反应过程中,煤中的黄铁矿硫也被转化为硫酸而浸出,反应产生的Fe3＋/Fe2＋又对脱硫反应起到了催化剂的作用.以旋流板塔为吸收设备,研究了煤浆法烟气脱硫过程中浆液温度、液气比、空塔气速及浆液固液比等操作参数对脱硫率的影响规律.试验表明,在其他条件不变的情况下,适当提高液气比、空塔气速及浆液固液比均有利于提高脱硫效果.随着烟气脱硫过程的进行,脱硫浆液中的总铁含量不断增加,说明煤中黄铁矿被不断浸出,故此法在脱除烟气中的二氧化硫的同时也降低了煤中黄铁矿硫含量.     

pH值缓冲剂及烟气氧含量对软锰矿浆烟气脱硫体系的影响

软锰矿浆烟气脱硫工艺能利用软锰矿中的MnO2与烟气中的SO2反应生成副产品硫酸锰,喷射鼓泡反应器(JBR)适宜于该工艺体系,但在单级JBR反应器中进行软锰矿浆烟气脱硫很难同时实现较高的脱硫率(η(SO2))和锰浸出率(X(Mn))。针对这一问题,通过实验在JBR反应器中考察了pH值缓冲剂添加比例和烟气氧含量对软锰矿浆烟气脱硫体系的影响,确定烟气氧含量为21%时pH值缓冲剂的最佳添加比例为30%,烟气氧含量为7%时pH缓冲剂的最佳添加比例为10%。结果表明,在模拟燃煤烟气的条件下,体系中pH值缓冲剂的添加比