東南大學(xué)碩，j j 學(xué)位論文 摘要 我國大氣污染以煤煙型污染為主，燃煤排出大量的n o x 和s o x ，造成大氣環(huán)境質(zhì)量惡 化，酸雨危害加重。如何治理這些有害氣體，成為一項(xiàng)很迫切的要求。利用催化吸附法脫除 n o x 和s o x 是一種行之有效的方法。 在本論文中，采用n a z s m 5 分子篩、天然絲光沸石、y 氧化鋁作為吸附物質(zhì)分別對(duì)s 0 2 和n o 的吸附效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并實(shí)驗(yàn)分析了負(fù)載氧化鋁對(duì)s 0 2 和n o 同時(shí)吸附的性能 特性。 通過實(shí)驗(yàn)證明n a z s m 5 分子篩、天然絲光沸石、y 氧化鋁幾種物質(zhì)對(duì)s 0 2 有明顯的吸 附性能，對(duì)n o 的吸附性能不明顯。負(fù)載氧化鋁的對(duì)s 0 2 和n o 有很好的吸附能力，吸附 n o 必須在s 0 2 、0 2 同時(shí)存在的情況f 。模擬電廠煙氣的情況下，添加c 0 2 氣氛對(duì)n o 的吸 附性能無影響。前期高溫預(yù)處理活化對(duì)吸附性能有一定的影響。 低溫等離子體再生相比常用吸附劑再生方法具有占地少，成本低，效率高等優(yōu)點(diǎn)。 因此本實(shí)驗(yàn)對(duì)等離子體再生脫附的方法進(jìn)行研究，重點(diǎn)研究在不同氣氛條件下的n o 、 s o ：的脫附規(guī)律。得出的結(jié)論如下：輸入能量的增大，對(duì)等離子脫附有重要促進(jìn)作用。s 0 2 的脫附性能在n 2 和n 2 、0 2 混合氣的情況下，脫附性能近似。n o 的脫附性能在n 2 、c 0 2 混臺(tái)氣的情況r ，隨著c 0 2 的量增大，吸附劑解析出更多的n o 。n o 的脫附性能在n 2 、 0 2 混合氣的情況f ，隨著0 2 的量增大，出口n o 隨之減少，說明了在n o 在0 2 利等離子 體聯(lián)合作用的情況下，大部分己被還原。 關(guān)鍵詞：n o s 0 2 催化吸附劑 吸附 等離子體再生 i i i 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t t h ea i rp o l l u t i o no fo u rc o u n t r yt a k e sc o a l - s m o k ep o l l u t i o na st h ec o r e t h ef i r e dc o a l d i s c h a r g e sal a r g ea m o u n to f n o xa n ds o xw h i c hc a u s eu r b a na i rq u a l i t yt ow o r s e na n de n d a n g e r a n da g g r a v a t ea c i dr a i n h o wt or e d u c et h eh a r m f u lg a si sb e c o m i n ga nu r g e n tr e q u i r e m e n t i ti sa n e f f e c t u a lm e t h o dt ou t i l i z et h ec a t a l y s i sa n da d s o r p t i o nt og e tr i do f n o xa n ds o x i nt h e s ee x p e r i m e n t s ，w es e p a r a t e l ya d o p tn a - z s m 5 ，n a t u r a ls i l kz e o l i t ea n d7 - a l u m i n aa s a b s o r bm a t e r i a lt oa b s o r bs 0 2a n dn oa n ds t u d yt h e i rp e r f o r m a n c e w ea l s os t u d yt h e p e r f o r m a n c eo fs i m u l t a n e o u sa d s o r p t i o no f s 0 2 a n d n oo n l o a d m e n t a l i o n ) , - a l u m i n a i t i s p r o v e db yt h e s ee x p e r i m e n t st h a tn a - z s m 5 ，n a t u r a ls i l kz e o l i t ea n dy - a l u m i n ah a v e o b v i o u sp e r f o r m a n c eo f a b s o r b i n gs 0 2a n dt h ep e r f o r m a n c eo f a b s o r b i n g n oi sn o to b v i o u s l o a d y - a l u m i n ah a sg o o dp e r f o r m a n c eo f s i m u l t a n e o u sa d s o r p t i o no f s 0 2a n dn o b u t t h ea d s o r p t i o no f n or e q u i r e st h es i m u l t a n e o u sp r e s e n c eo fs o za n d0 2 u n d e rt h es i t u a t i o no ft h ee x h a u s tg a so f p o w e rp l a n to fs i m u l a t i o n ，a d d i n gt h ec 0 2a t m o s p h e r eh a sn oi n f l u e n c eo nt h ea d s o r p t i o no fn o t h eh i g h t e m p e r a t u r ep r e c o n d i t i o n i n ga c t i v a t e st h ei n f l u e n c eo na d s o r p t i o np e r f o r m a n c ec e r t a i n l y i ne a r l i e rs t a g e l o w - t e m p e r a t u r ep l a s m ar e g e n e r a t i o nc o m p a r e dw i t hd a i l ya d s o r p t i o nr e g e n e r a t i o nm e t h o d h a st h ev i r t u eo f l a n dl i t t l e ，l o wc o s t sa n dt h eh i g ha d v a n t a g eo f e f f i c i e n c y s om a n ye x p e r i m e n t st o o ko f ft h em e t h o dt or e s e a r c ht h ep l a s m ar e g e n e r a t i o n ，e m p h a s i z i n g o nt h ek e yr e s e a r c ho fu n d e rd i f f e r e n ta t m o s p h e r ec o n d i t i o n s t h ec o n c l u s i o nd r a w ni sa sf o l l o w s ： t h ei n c r e a s eo fi n p u tp o w e ri sv e r yi m p o r t a n tt ot h ep l a s m ar e g e n e r a t i o n i ti ss a m et ot h e d i s p e l l i n go f s 0 2w i t h n 2m i x t u r ea n dw i t hn 2 0 2m i x t u r e i nt h ec a s eo f n om i x e dw i t hn 2a n d c 0 2 ，t h er e g e n e r a t i o no f t h es o r b e n tw i l lf i n dm o r en o w i t ht h et h ei n c r e a s eo fc 0 2 i nt h ec a s eo f n om i x e dw i t hn 2a n d0 2 ，t h er e g e n e r a t i o no ft h es o r b e n tw i l lf i n dl e s sn ow i t ht h ei n c r e a s eo f 0 2 i ts h o w s t h a t m o s t n o h a s b e e n d e o x i d i z e d i n t h ea c t i o n o f 0 2a n d p l a s m a k e yw o r d s ：n o s 0 2 s o r b e n t a d s o r p t i o np l a s m ar e g e n e r a t i o n 東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得 的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含 其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu) 的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均 已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 研究生簽名：。童壘! f日期：型p 東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 東南大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位 論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人 電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論 文被查閱和借閱，可以公布( 包括刊登) 論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布( 包 括刊登) 授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。 研究生簽名：皂王叢導(dǎo)師簽名：磕日 期： 2 m 6 皈，o 東南大學(xué)碩二f ：學(xué)位論文 第一章緒論 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)境問題越來越被人們所重視。在科 技迅猛發(fā)展利經(jīng)濟(jì)繁榮的背后，人類面臨諸多挑戰(zhàn)。環(huán)境問題是目前最突出的問題之一，全 球變暖、臭氧層破壞、酸雨、垃圾、生物多樣性的銳減及海洋污染等等環(huán)境問題直接威脅著 人類的生存與發(fā)展。人們?nèi)找嬲J(rèn)識(shí)到可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的重要性，各國政府紛紛加人對(duì) 環(huán)境保護(hù)的投入，成立了各種環(huán)境組織，研究尋求各種環(huán)境保護(hù)措施，以達(dá)到改善和治理環(huán) 境的目的。 1 1 引言 環(huán)境問題是當(dāng)今世界的焦點(diǎn)問題，當(dāng)今人類面臨著三人環(huán)境問題：酸雨、溫室效應(yīng)和 臭氧層破壞。從能源的利用如在可燃礦物原料提取能量的過程中，排放出許多對(duì)環(huán)境有害的 物質(zhì)，特別是煙氣中的s 0 2 、n o 、是酸雨的主要來源它對(duì)人氣、森林和農(nóng)作物等造成的 不良影響已經(jīng)引起廣泛關(guān)注，許多研究工作者在s 0 2 、n o 的凈化處理方面已經(jīng)作了大量的 工作。經(jīng)過持續(xù)不斷的努力，1 9 7 0 至1 9 8 6 年間，西歐及美國的s 0 2 排放量分別下降4 0 和 2 5 。但是，在同樣的時(shí)期內(nèi)，上述兩地區(qū)空氣中的n o 含茸卻增加了2 0 和6 。這些現(xiàn) 象似乎反映了s 0 2 凈化技術(shù)相對(duì)于n o 的轉(zhuǎn)化處理更為成熟的現(xiàn)狀。目前，在我國6 0 0 多個(gè) 城市中，人氣質(zhì)量全面符合國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市不到l ，8 2 的城市出現(xiàn)過酸雨，許多城 市的氮氧化物濃度有增無減。我國酸雨區(qū)的面積已超過國土面積的2 9 。我國現(xiàn)有t 業(yè)鍋 爐5 0 萬臺(tái)，1 0 0 萬蒸噸，并以大約每年5 的速率遞增。其燃煤量占全國全年燃煤量的1 3 。 工業(yè)的迅速發(fā)展、處理工藝的不完善導(dǎo)致了含硫含氮煙氣排放量的急速上升。排放大量的 s 0 2 和n o x 將導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題。從短期看，酸雨影響農(nóng)作物、魚類生長(zhǎng)，腐蝕建筑物， 造成巨大的經(jīng)濟(jì)損火；從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，酸雨將破壞整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，最終危害人類的生存。因此， 人類將無選擇地要解決酸雨和環(huán)境污染問題。 1 1 1s o 。污染的危害 燃料中的硫在燃燒過程中與氧反應(yīng)，主要產(chǎn)物是s 0 2 和s 0 3 ，但是s 0 3 比例較少。在富 燃料時(shí)，除了s 0 2 還有s o 及其二聚物( s o ) 2 等，及少量$ 2 0 ，但它們僅以中間體的形式出現(xiàn)。 大氣1 中的s 0 2 可被金屬微粒催化氧化成s 0 3 并轉(zhuǎn)化成硫酸煙霧有時(shí)硫酸煙霧部分是 由光學(xué)作用造成的，在光的作用下，s 0 2 和0 2 反應(yīng)變成s 0 4 ，s 0 4 再與0 2 反應(yīng)生成s 0 3 和0 3 。 燃燒產(chǎn)生的s o j 由于其腐蝕性，會(huì)引起燃?xì)廨啓C(jī)和其它工業(yè)動(dòng)力裝置中一些嚴(yán)重的物理問 題。s 0 2 單獨(dú)存在時(shí)，其危害性主要是刺激粘膜，引起呼吸道疾病。生成硫酸煙霧后，其毒 性較s 0 2 大1 0 倍以上，而且形成酸雨，使土地酸度增加，毀壞植物，侵蝕建筑物。我國k 期采用高煙囪的方法米控制s 0 2 的污染，但隨煤含硫量的增大，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及污染的嚴(yán)重， 東南大學(xué)碩上學(xué)位論文 這種控制污染方法的局限性日益明顯，它只是對(duì)控制s 0 2 排放源小范嗣內(nèi)的人氣污染有一定 效果，對(duì)較大范嗣內(nèi)酸雨的污染沒有從根本上解決。我國政府非常重視酸雨問題，新修訂的 中華人民共和國人氣污染防治法針對(duì)我國酸雨和s 0 2 污染不斷加重的狀況專門規(guī)定“對(duì) 己經(jīng)產(chǎn)生、可能產(chǎn)生酸雨的地區(qū)或者其他s 0 2 污染嚴(yán)重的地區(qū)，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)后劃定為酸雨 控制區(qū)或s 0 2 污染控制區(qū)”。因此嚴(yán)格控制酸雨和s 0 2 污染己刻不容緩。 1 1 2n 0 x 污染的危害 氨氧化物n o x 的來源主要有兩方面：自然生成和人為排放。自然生成是由于雷電使空氣 中的氮?dú)夂脱鯕獍l(fā)生反應(yīng)生成的：還有就是自然界有機(jī)物的腐爛發(fā)酵而形成。人為排放主要 就是工業(yè)廢氣和汽車尾氣。氮氧化物( n 0 x ) 是所有燃煤鍋爐排放出的一類污染物，化石燃料 的嫩燒是產(chǎn)生n 0 x 的最大污染源?；鹆Πl(fā)電廠是大氣的主要污染源。火電廠排出的n o 、主要 是n o ，約9 5 一9 7 ，而n 0 2 僅為3 一5 。而隨著交通道路事業(yè)的發(fā)展，全球燃油汽車不斷增長(zhǎng) 的情況f ，汽車尾氣是n 0 x 污染的重要來源。 氮氧化物( n o x ) 對(duì)大氣的污染是一個(gè)世界性的環(huán)境問題，它對(duì)大氣的影響主要有酸雨和 較高的地面臭氧濃度。n 0 x 也有參與形成空氣中的飄塵。氮氧化物主要有n o 、n 0 2 、n 2 0 3 、 n 2 0 4 ，n 2 0 6 等，但在燃燒過程生成的氮氧化物，兒乎全是n o n , n 0 2 。天然氣、重油、煤炭等 天然礦物燃料在燃燒過程生成的n o x 中n o 占9 0 ，其余為n 0 2 。n o x ( 包括一氧化氮和二氧 化氮) ，主要由車輛發(fā)動(dòng)機(jī)和：e 業(yè)燃燒過程產(chǎn)生( 幾乎各占一半) 。各地酸雨中硫酸和硝酸濃 度的比例不一樣，例如美國東部約1 3 的酸雨是由n o x 的排放造成的，西部硝酸濃度的比例 則過半。在西歐，酸雨中硫酸和硝酸濃度典型比例是2 ：1 。全球的氣溫除了c 0 2 影響外( c 0 2 在溫室效應(yīng)中僅起到一半的作用) ，其他氣體如氯氟化碳、氧化氮、甲烷等也起重要作用。 現(xiàn)在全球?qū)ρ趸脑黾佑枰蕴貏e重視，因?yàn)槿驓夂虻淖兓屯瑴貙又谐粞醯臏p少都直 接與它有關(guān)。氮氧化物( n 0 x ) 是造成大氣污染的主要污染物質(zhì)之一，它的排放會(huì)給自然環(huán)境 和人類生活帶來嚴(yán)重危害。大氣中含有各種氮氧化物( n 0 x ) ，但有害的只有一氧化氮( n o ) 和 二氧化氮( n 0 2 ) 。n o 在空氣中能夠被氧化而生成n 0 2 。n 0 2 與紅細(xì)胞的結(jié)合力比c o 大一百倍， 是一種非常有害的氣體。大氣中的n 0 2 含量為5 p p m ! t ，會(huì)出現(xiàn)臭味：達(dá)到1 0 “2 0 p p m 時(shí)，對(duì) 人體的眼睛、鼻子、呼吸道粘膜有刺激作用；5 0 p p m 以上時(shí)，引起咽喉劇痛和劇烈的咳嗽； 5 0 0 p p m 以上時(shí)，幾分鐘內(nèi)可嚴(yán)重侵害肺部致人死亡。此外，在陽光下，n 0 2 能分解為n o 和氧 原子，促進(jìn)了臭氧的生成。并進(jìn)一步與烴類反應(yīng)形成光化學(xué)二次污染，對(duì)人類健康危害更大。 同時(shí)n 0 x 還是造成酸雨和引起氣候變化的重要原因之一。還使很多、制泊、河流和森林地區(qū)也 受到嚴(yán)重影響，不僅危害人和動(dòng)物，而且使森林生態(tài)環(huán)境遭到破壞，嚴(yán)重影響了某些農(nóng)作物 的生長(zhǎng)，使農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。近幾年來，不少國家在燃燒產(chǎn)物的研究中發(fā)現(xiàn)了氧化二氮( n 2 0 ) 。n 2 0 是無色氣體，不會(huì)從大氣中下沉，不會(huì)被沖洗，所以在大氣層中不斷聚集。n 2 0 吸收太陽光 譜的紅外線，與其他氣體一起加劇了溫室效應(yīng)，尤其嚴(yán)重的是將平流層中的臭氧轉(zhuǎn)化為氧， 加劇地球臭氧層枯竭。 2 東南大學(xué)碩上學(xué)位論文 因此1 i 少國家已經(jīng)立法對(duì)n o x 的排放進(jìn)行嚴(yán)格的控制。就美國而言當(dāng)前的n o x 排放總量 達(dá)兩千萬噸，其中發(fā)電廠的煙氣，汽車尾氣和其他工業(yè)過程的排放氣帶出的n o x 各占1 3 。美 國在8 0 年代初期就規(guī)定了汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)，推廣三效汽車尾氣凈化器，開始對(duì)n o x 實(shí)施 控制。盡管這樣，8 0 年代里，它的n o x 封b 放量仍持續(xù)上升，這主要是電力t 業(yè)發(fā)展引起的。 至于我國，因?yàn)闅v史、地理資源和生產(chǎn)力等現(xiàn)實(shí)原因，主要還是應(yīng)用火力發(fā)電，而且由于現(xiàn) 代t 業(yè)的高速發(fā)展，加上能源利用率較低，廢氣的凈化處理也不夠先進(jìn)和完善，所以n 0 2 的 污染較西方發(fā)達(dá)國家要更嚴(yán)重。隨著我國城市現(xiàn)代化的建設(shè)與發(fā)展，汽車數(shù)量正以遠(yuǎn)高于國 民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國1 9 9 7 年年底汽車保有量己超過1 2 0 0 萬輛，北京市汽車 數(shù)量年均增長(zhǎng)率為1 3 左右，1 9 9 8 年9 月超過1 4 0 萬輛。汽車數(shù)量的增長(zhǎng)使汽車排放的污染物 總量增多，加上我國車況較差，單車平均排放量高出發(fā)達(dá)國家的幾倍，汽車排氣占空氣污染 源比例日益增加，環(huán)境遭破壞程度日趨嚴(yán)重。據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站監(jiān)測(cè)，城市的大氣質(zhì)量脆 弱，山現(xiàn)光化學(xué)煙霧的可能性較大，其中汽車尾氣型大氣污染城市的數(shù)量逐年增加。 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，氮氧化物已成為北京、廣州、上海、武漢、杭州、合肥、大連、深圳、 珠海9 個(gè)城市的主要污染物。廣州市大氣中的n 0 x 大大超過國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。光化學(xué)污染已經(jīng)山 現(xiàn)。上?？諝赓|(zhì)量己處于中度污染的警戒水平，而n o x 則超標(biāo)達(dá)1 0 6 ，是空氣污染的“罪魁 禍?zhǔn)住?。其他大中城市空氣中n 0 x 污染控制也已經(jīng)迫在眉睫。國家環(huán)?？偩忠惨髲? 0 0 0 年 開始對(duì)酸雨控制區(qū)內(nèi)的n 0 x 排放實(shí)行控制，駕j 2 0 1 0 年酸雨控制區(qū)的氮化物排放總量控制在 2 0 0 0 年水平。目前，機(jī)動(dòng)車n 0 x 的排放正逐步通過汽車尾氣催化凈化器加以削減與控制而 固定源如發(fā)電廠、工業(yè)鍋爐等煙氣中的n o x 的排放則尚未得到應(yīng)有的重視。 1 2 燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)綜述 1 2 1 脫硫技術(shù) 目前燃煤s 0 2 控制技術(shù)4 1 從總體上可以分為四類：即煤燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃 燒后煙氣脫硫以及煤轉(zhuǎn)化過程中脫硫。其中煙氣脫硫仍被認(rèn)為是控制s 0 2 污染最行之有效的 途徑。 煤燃燒前脫硫是通過各種方法去除原煤中所含的硫分、灰分等雜質(zhì)。主要技術(shù)有物理法、 化學(xué)法和微生物法三種。物理法應(yīng)h j 最廣泛的是跳汰選煤，其次是重介質(zhì)選煤和浮選。近期 研究較多的是高梯度強(qiáng)磁法和微波輻射法選煤技術(shù)?；瘜W(xué)法包括堿法脫硫、氣體脫硫、熱解 與氫化法脫硫等。國際上以美國為中心開展微生物脫硫技術(shù)的研究，但由丁- 微生物脫硫的穩(wěn) 定性問題而無法大批量機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)，因而無實(shí)用價(jià)值。 燃燒中脫硫有爐內(nèi)噴鈣，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)( f b c ) 和型煤固硫燃燒技術(shù)等。循環(huán)流化 床燃燒技術(shù)是一項(xiàng)極為實(shí)用的技術(shù)，既能解決s 0 2 污染的問題，又能燃用高灰、高硫和低熱 值煤。我國自2 0 世紀(jì)6 0 年代開始研究和開發(fā)循環(huán)流化床燃燒鍋爐，目前，循環(huán)流化床鍋爐 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 的發(fā)展方向是大型化，以滿足電網(wǎng)的需要。爐內(nèi)噴鈣工藝亦早在2 0 世紀(jì)6 0 年代開始研究。 爐內(nèi)噴鈣主要針對(duì)煤粉爐而言煤粉爐內(nèi)溫度較高( 2 5 0 c 1 7 0 0 。c ) ，而c a s o 。在1 3 0 0 c 以 上義分解為c a o 和s 0 2 ，所以爐內(nèi)噴鈣要選擇適當(dāng)?shù)臏囟葏^(qū)進(jìn)行。美國的l i m b 工藝和芬 蘭的t a m p e l l a 公司開發(fā)的l i f a c 工藝現(xiàn)在都已推廣應(yīng)用。 燃燒后煙氣脫硫( f g d ) 是目前世界上惟一大規(guī)模商業(yè)應(yīng)月j 的脫硫技術(shù)。煙氣脫硫技術(shù)按 脫硫劑以及脫硫反應(yīng)產(chǎn)物的狀態(tài)可分為濕法、干法及半干法三大類。這三類技術(shù)在發(fā)達(dá)國家 己發(fā)展多年，目前在火電廠大、中容景機(jī)組上得到廣泛應(yīng)用。 濕法脫硫是利用各種堿性液體( 脫硫劑) 洗滌含硫煙氣，脫硫過程在溶液中進(jìn)行脫硫 荊和脫硫生成物均為濕態(tài)，反應(yīng)過程溫度低下露點(diǎn)，所以脫硫以后的煙氣一般要加熱才能從 煙囪排山。該技術(shù)的特點(diǎn)是脫硫反應(yīng)速度快，脫硫效率高，鈣利用率高，在c “s 約等于1 時(shí)，脫硫效率可大于9 0 ，適合丁大型燃煤屯站鍋爐的煙氣脫硫。根據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)煤炭 研究組織統(tǒng)計(jì)，濕法脫硫占世界安裝煙氣脫硫的機(jī)組總?cè)萘康? 5 ，以濕法煙氣脫硫?yàn)橹?的國家有日本( 9 8 ) 、美國( 9 2 ) 、德國( 9 0 ) 等。目前世界上已開發(fā)的濕法煙氣脫硫技術(shù)主 要有石灰石，石灰一石膏濕法工藝，氧化鎂法，海水脫硫和氨吸收法等。石灰石石灰一石膏 濕法j 藝是使用最多的工藝。在日本有6 0 的排煙脫硫裝置應(yīng)用該技術(shù)( 回收法) ，德國8 5 應(yīng)用( 回收法) ，莢國約有8 5 應(yīng)并j 包括坡堿法在內(nèi)的濕式石灰法( 拋棄法) 。這種工藝脫 硫效率高，脫硫劑利用率高，技術(shù)成熟且以最常見的石灰石作脫硫劑，但是基建投資費(fèi)_ h j 高， r 地多，耗水量大，脫硫副產(chǎn)物為濕態(tài)，難以處理，脫硫產(chǎn)生的廢水也需處理。目前國內(nèi)使 用該技術(shù)的有重慶珞璜電廠一j | j 工程2 3 6 0 m w 發(fā)電機(jī)組，脫硫效率達(dá)到9 5 。氧化鎂法 是用氧化鎂的漿液吸收煙氣中s 0 2 ，得到含結(jié)晶水的皿硫酸鎂和硫酸鎂的固體吸收產(chǎn)物，經(jīng) 脫水、干燥和煅燒還原后，再生出氧化鎂，循環(huán)脫硫，同時(shí)副產(chǎn)高濃度s o ：氣體，該技術(shù)再 美國有大規(guī)模工業(yè)裝置運(yùn)行。海水脫硫是利用海水的弱堿性、天然的酸堿緩沖能力以及吸收 s o z 的能力進(jìn)行脫硫，脫硫后的廢液排入大海，脫硫劑費(fèi)用較低。我國深圳西部電力公司2 號(hào)3 0 0 m w 機(jī)組引進(jìn)a b b 公司的海水脫硫技術(shù)，1 9 9 8 年7 月建成投運(yùn)。福建漳州后石廠2 x 6 0 0 m w 機(jī)組引進(jìn)日本富士化水的海水脫硫丁藝在2 0 0 0 年建成，脫硫效率達(dá)到9 2 , - - 9 8 。 氨吸收法的典型工藝是氨一酸法，它實(shí)質(zhì)上是t i = j ( n h 4 ) 2 s 0 3 吸收s 0 2 生成n i l 4 n s 0 3 ，循環(huán)槽 中用補(bǔ)充的氨使n h 4 h s 0 3 再生為f n h 4 ) 2 s 0 3 循環(huán)脫硫。 半干法脫硫工藝兼有濕法和干法工藝的特點(diǎn)，雖對(duì)煙氣加溫冷卻，但是在露點(diǎn)溫度以上 進(jìn)行脫硫。脫硫劑一般在濕態(tài)下脫硫、干態(tài)下處理或再生，也有在干態(tài)下脫硫、濕態(tài)下處理 脫硫產(chǎn)物的工藝。半干法的代表工藝是噴霧干燥脫硫技術(shù)。這種下藝以右灰作為脫硫劑。與 石灰石石灰一石膏濕法1 ：藝相比，該工藝投資少，能耗小，脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)，便于處理。 一般川于燃用中低硫煤的電廠煙氣脫硫系統(tǒng)，目前能達(dá)到的性能指標(biāo)是c “s 比為1 1 1 6 時(shí)，脫硫效率為8 0 - - 9 0 。這種工藝的缺點(diǎn)是利用消石灰漿液作為脫硫劑，系統(tǒng)容易結(jié)垢 和堵塞，而且需要專門的設(shè)備制備脫硫劑，脫硫效率和脫硫劑利用率也不如石灰石，石灰一 石膏濕法工藝。該i ：藝目前基本成熟，歐洲的許多國家，如法國、丹麥、瑞典、芬蘭等均建 4 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 有這種設(shè)備。我國的山東黃島電廠4 號(hào)機(jī)組2 1 0 m w 的旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫裝置是中日 雙方政府共同推進(jìn)的日本“綠色援助”項(xiàng)目，由中國原電力部和日本電源開發(fā)株式會(huì)社共同 實(shí)施完成，t - 1 9 9 5 年投入試運(yùn)行，設(shè)計(jì)脫硫率為7 0 。 干法工藝的主要特點(diǎn)是固體吸收吸附劑在干態(tài)f 與s 0 2 反應(yīng)，并在干態(tài)下處理或再生脫 硫劑，煙氣在脫硫過程中無明顯降溫，利于排放，無廢液二次污染，但是反應(yīng)速度慢，脫硫 效率及脫硫劑利用率低。干法工藝主要有爐內(nèi)噴鈣爐后增濕活化工藝、循環(huán)流化床煙氣脫硫 工藝( c f b f g d ) 、高能電子束煙氣脫硫工藝等。上世紀(jì)八十年代初，芬蘭的t a m p e l l a 動(dòng)力 公司以爐內(nèi)噴鈣為基礎(chǔ)，開始開發(fā)附加尾部增濕活化的煙氣脫硫t 藝。該工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，占 地面積小，安裝 ：期短，投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，缺點(diǎn)是需要改動(dòng)鍋爐爐膛且要損失部分熱能 脫硫效率難以達(dá)到8 0 以上。這種工藝適用于燃用中低硫煤的現(xiàn)有鍋爐脫硫改造。南京下 關(guān)電廠的2 1 2 5 m w 機(jī)組就引進(jìn)了這種技術(shù)。循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝是2 0 世紀(jì)8 0 年代 德國魯奇( l u r g i ) 公司研究開發(fā)的。它以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，通過吸收劑的多次再循環(huán)， 延長(zhǎng)了吸收劑與煙氣的接觸時(shí)間，大大提高了吸收劑的利用率和脫硫效率，能在較低的鈣硫 l l ( c o j s = 1 1 1 2 ) 下，接近或達(dá)到濕法t 藝的脫硫效率。循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝達(dá)到工業(yè) 應(yīng)用水平的主要有三種工藝流程：( 1 ) 德國l i b 公司開發(fā)的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝；( 2 ) 德 國w u l f f 公司的同流式煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝( r c f b ) ：( 3 ) 丹麥f l s 公司開發(fā)的氣體懸浮 吸收煙氣脫硫工藝( g s a ) 。國內(nèi)東南大學(xué)熱能t 程研究所正在從事這項(xiàng)技術(shù)的研究開發(fā)及推 ，“工作。電子束煙氣脫硫技術(shù)是一種脫硫新t 藝經(jīng)過2 0 多年的研究開發(fā)，己從小試、中 試和工業(yè)化示范逐步走向工業(yè)化。其主要特點(diǎn)是：干法處理不產(chǎn)生廢水廢渣；能同時(shí)脫硫脫 硝，并達(dá)到9 0 以上的脫硫率和8 0 以上的脫硝率；系統(tǒng)簡(jiǎn)單，操作方便，過程易于控制； 對(duì)于不同含硫量和煙氣量的變化有較好的適應(yīng)性和負(fù)荷跟蹤性；副產(chǎn)品為硫酸銨和硝酸銨混 合物，可用作化肥等。1 9 7 0 年日本荏原( e b a r a ) 公司首先提出電子束煙氣脫硫技術(shù)。1 9 7 2 年， 他們與日本原子力研究所( j a e r i ) 合作研究。目前已有日本、德國、美國、波蘭和中國開展 了研究一t i 作?？茖W(xué)_ t + 作者們致力于屯子束反應(yīng)機(jī)理的研究，w i l l i s 和b o y d 研究了電子束脫 硫脫硝中的物理化學(xué)過程，給出了電子束法的輻射分解式；m a t z i n g 等人在前人的基礎(chǔ)上發(fā) 展了電子束法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行了模擬。我國四川電力公司和日本荏原公司合作在成 都熱電廠一臺(tái)2 0 0 m w 燃煤機(jī)組上建成了世界上第一套電子束脫硫示范工程，國際上波蘭波 莫澤尼電廠和新名占犀電廠等處亦建立了工業(yè)示范工程。另外，干法還包括用活性炭或金屬 氧化物作吸收劑或催化劑來固定煙氣中s 0 2 的工藝。這類工藝有活性炭或粉煤灰吸附法、流 化床氧化銅法等。 煤轉(zhuǎn)化中脫硫主要包括煤氣化技術(shù)、煤液化技術(shù)以及水煤漿技術(shù)，目前國內(nèi)外均有研究。 1 2 2 脫硝技術(shù) 燃燒過程中生成的n o x 主要有燃料型n o 、熱力型n o 和快速型n o x ，后兩者與燃燒狀態(tài) 東南大學(xué)碩上學(xué)位論文 有關(guān)燃燒排放的n o x 中，9 0 9 5 是n o ，其余主要是n q 。我國燃煤電廠1 9 8 9 年n o x 的排放 量約為1 3 0 萬噸，2 0 0 0 年排放量約為2 9 0 萬噸，再加上其他燃煤和機(jī)動(dòng)車輛排放的n o x ，我國 n o x 排放總量為1 0 0 0 萬噸。我國己經(jīng)逐漸開始控n n o x 的排放量和治理n o x 污染。燃煤鍋爐 的n o x 控制技術(shù)包括燃燒中和燃燒后控制技術(shù)。燃燒中控制技術(shù)主要是通過調(diào)整燃燒方式、 改進(jìn)燃燒器、煙氣再循環(huán)等方法降低n o x t $ 放量。其特點(diǎn)是成本低，運(yùn)行簡(jiǎn)單，脫氮效率較 低。各種典型n o x 控制技術(shù)的脫除效率統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1 1 所示。低n o x 燃燒器的n o x 脫除效 率較高，是燃燒中n o x 控制技術(shù)的主要發(fā)展方向。當(dāng)前國際3 2 n o x 的排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，美 國t e x a s ) + l n 定了最為嚴(yán)格n o x 排放標(biāo)準(zhǔn)。l u 2 0 0 3 年，美國和歐洲的n o x 控制目標(biāo)分別是將 大型電站鍋爐的n o x - 排放濃度控制在1 9 0 m g n m 3 , 0 2 0 0m g n m ，目前的燃燒中n o x 控制技術(shù) 要達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)還存在一定的困難，因此燃燒中n o x 控制技術(shù)還有待深入研究。 表1 1 典型n o x 控制技術(shù)與結(jié)果 n o x 控制技術(shù) 脫氮效率 燃燒調(diào)整 1 0 2 0 燃燒中控制 分級(jí)燃燒 2 0 4 0 技術(shù) 煙氣再循環(huán) 1 0 一8 0 低n o x 燃燒器 4 0 6 0 氣體再燃 5 0 6 0 燃燒斤控制 s n c r2 5 5 0 技術(shù) s n c r s c r 混合控制技術(shù) 4 0 6 0 s c r8 0 9 0 燃燒后控制技術(shù)是對(duì)燃燒后煙氣中的n 0 x 進(jìn)行治理，即煙氣脫氮( 煙氣脫硝) 。其特點(diǎn)是 脫氮效率高，初投資大，運(yùn)行費(fèi)用較高。煙氣脫氮技術(shù)很多，包括氣相反應(yīng)法、液體吸收法、 吸附法、液膜法、吸附法和微生物法等。近十年來國內(nèi)外對(duì)嫌煤煙氣脫氯技術(shù)進(jìn)行了大量的 研究 ：作，但是由于煙氣中的n 0 x 主要是難于處理的n 0 ，使許多技術(shù)的n 0 x 凈化效果不甚理想， 難以在工業(yè)上應(yīng)用。n 0 的反應(yīng)活性很低，因此吸收法的脫氮效率均較低。高能物理方法脫除 n o x 的效率較高，但經(jīng)濟(jì)成本較高總體來看，目前燃煤電廠應(yīng)用的方法主要是選擇性催化還 原法( s c r ) 和非選擇性催化還原法( s n c r ) 。它們都需要消耗大量的n h 3 和其他還原劑，脫氮 效率中等，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，n h 3 容易造成二次污染。因此，還需要作山更人的努 力，開發(fā)出一種或幾種技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、適合我國國情的脫氮技術(shù)。 1 2 3 聯(lián)合脫硫脫硝 隨著煙氣脫硫技術(shù)和煙氣脫氮技術(shù)的發(fā)展，各國都開展了煙氣同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)的研 6 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 究，目的是開發(fā)具有低于傳統(tǒng)f g d 和s c r 組合工藝費(fèi)用的新的s o x n o x 聯(lián)合脫除技術(shù)。目前人 多數(shù)新的聯(lián)合脫硫脫氮一體化上藝處在開發(fā)階段，尚未得到商業(yè)應(yīng)用。 工業(yè)化s o x n o x 聯(lián)合脫除工藝是采用石灰石灰石煙氣脫硫和s c r i 藝脫除n o x ，特點(diǎn) 是脫硫t 藝和s c r l 藝相互獨(dú)立，脫硫效率和脫氮效率較高。工業(yè)應(yīng)用出現(xiàn)的主要問題是s 0 2 的氧化對(duì)s c rk 藝產(chǎn)生嚴(yán)重影響，s 0 2 容易造成催化劑中毒，脫氮效率降低等問題。 新的聯(lián)合脫除s o x n o x 的一r ：藝是以尋求比f g d 和s c r 工藝分開治理時(shí)具有更高的經(jīng)濟(jì)效益 為目標(biāo)，提高脫硫效率和脫氮效率。聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)主要包括固相吸收再生煙氣脫氮技 術(shù)、氣固催化同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)、吸收劑噴射同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)、高能電子活化氧化法、 濕法煙氣同時(shí)脫硫脫氮技術(shù)。目前這些技術(shù)還沒有大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用，多種氣體和粉塵等 同時(shí)存在時(shí)，s 0 2 n n o x 對(duì)脫除效率相互影響還有待深入研究。 ( 1 ) n o x s o 技術(shù)。n o x s o 技術(shù)是美國能源部潔凈用煤龐大計(jì)劃的一個(gè)項(xiàng)目，此法為干法吸 收技術(shù)，可同時(shí)去除煙氣中的s o x 和n o x 。該法是以氧化鋁為載體，用堿或堿成分鹽的溶液， 例如碳酸鈉溶液噴涂載體，然后將浸泡過的吸附劑加熱、干燥、去除殘余水分，制成最終的 吸附劑。使含有s 0 2 乖l n o x 或其中之一的廢氣流接觸含有堿或堿土金屬成分的吸附劑，使吸附 劑最人限度的吸附s 0 2 h n o x 。 再生過程是吸附飽和的吸附劑進(jìn)入加熱器，在溫度6 0 0 c 左右，使n o x 被釋放，溢出的n o x 循環(huán)進(jìn)入鍋爐燃燒器中，結(jié)果在燃燒器中形成了一個(gè)化學(xué)平衡，抑$ ! j n o x 的形成，燃燒器中 n o x 的濃度達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，這樣就不會(huì)再生成n o x 而只能是n 2 。在再生器中加入還原性 氣體，例如甲烷，就會(huì)產(chǎn)生高濃度的s 0 2 ，h 2 s 混合氣體，利用克勞斯法可以進(jìn)行硫磺的回收。 采_ h j 此技術(shù)，s 0 2 的去除率可達(dá)9 0 ，n o x 的去除率可達(dá)7 0 一9 0 。 ( 2 ) d e s 0 n 0 x r e d o x 工藝。d e s o n o x r 叻o x 工藝，可同時(shí)脫除煙氣中的s 0 2 、n o x 、c o 及未 燃燒的烴類物質(zhì)。n o x j j 氨催化還原法除去，c o 及烴類物質(zhì)氧化為c 0 2 和水，s 0 2 轉(zhuǎn)化為s 0 3 后制成硫酸，此工藝的優(yōu)點(diǎn)為s 0 2 、n o x 脫除率高，不產(chǎn)生二次污染，技術(shù)簡(jiǎn)單，投資及運(yùn) 行費(fèi)用低，適用丁老廠的改造。其中氨選擇性催化還原過程脫除n o x ，可采用多種催化劑， 如v 2 0 5 t i 0 2 、f e 2 0 3 、沸石等。 d e s o n o x 要求反應(yīng)溫度為4 0 0 6 0 0 。c ，r e d 0 x 則要求反應(yīng)溫度為3 2 0 5 0 0 。c 。c o 及烴的脫除 過程可使用貴金屬或非貴金屬作催化劑。s 0 2 氧化催化劑是e h d e g u s s a 公司開發(fā)，特別適用于 含塵煙氣的處理，對(duì)低濃度s 0 2 有較好的活性，最佳操作溫度為4 0 0 4 5 0 。c 。富含s 0 3 的煙氣 在冷凝器中冷卻至硫酸的露點(diǎn)以下，s 0 3 與水反應(yīng)生成硫酸凝結(jié)下來，在洗滌器中用循環(huán)硫 酸吸收未反應(yīng)的s 0 ，可使3 0 的硫酸濃縮到9 5 。 ( 3 ) 炭質(zhì)材料吸附。炭質(zhì)吸附材料主要是活性炭和活性焦，目前日本最新煙道氣脫硫脫 n o 、技術(shù)就是用活性炭纖維( a c f ) 來處理，這種脫硫脫n o x 法在常溫f 進(jìn)行，副產(chǎn)物硫酸、硫 酸鹽及硝酸、硝酸鹽可以回收利用。其脫硫方法是s 0 2 首先被吸附在a c f 表面的氧化活性點(diǎn)， 利用煙道氣中的氧在常溫下對(duì)其氧化生成s 0 3 ，然后與煙氣中的水分生成硫酸。最后硫酸被 吸收到水中，并從a c f 表面解析。脫氮的方法與脫硫的方法相同，也是氧化法。在常溫或略 7 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 高于常溫的溫度下，將n 0 氧化成n 0 2 ，然斤通過吸收，除去水及堿溶液。這種方法不需要加 入氨等還原劑，從而消除了由于氨的存在而產(chǎn)生的對(duì)管道的堵塞、腐蝕及二次污染等問題。 但是此法反應(yīng)速度慢，受水分的影響大。 ( 4 ) 尿素法。尿素凈化煙氣j 1 藝可以同時(shí)去除s 0 2 和n o ，s 0 2 的脫除率近1 0 0 ，n o x 脫除率 9 5 。此工藝采用的吸收液p h 為5 9 ，對(duì)設(shè)備無腐蝕作用，s 0 2 ，n o x 的脫除率與煙氣中n o 、 s 0 2 的濃度無關(guān)，尾氣可直接排放，吸收液經(jīng)過處理后可回收硫酸銨?？偡磻?yīng)如下： n o + n o z + c o ( n h 2 ) 2 - - 2 h 2 0 + c 0 2 + 2 n 2 s 0 2 + c 0 ( n h 2 ) 2 + 2 h 2 0 + l 2 0 2 - - ( n h 4 ) 2 s 0 4 + c 0 2 為了使n o x 的脫除率達(dá)到9 5 ，煙氣在設(shè)備中的停留時(shí)間應(yīng)為0 5 - 1 5 s ，吸收液的噴淋密 度為0 3 - 1 0 l m 2 。n o x 脫除率隨反應(yīng)溫度的升高而升高，8 0 。c 時(shí)可達(dá)9 8 ，吸收液的p h 由5 提高至1 0 時(shí)，n 0 x 脫除率也相應(yīng)提高，s 0 2 脫除率隨尿素濃度提高而升高。 ( 5 ) 銅法吸收還原過程。1 9 8 9 年美國u o p 在0 5 m 1 】規(guī)模試驗(yàn)廠的一個(gè)l 剞定床上考察了c u 0 同 時(shí)脫硫脫硝能力，并且進(jìn)行了流化床試驗(yàn)，一般吸附溫度為3 7 1 4 2 7 。c 。隨著技術(shù)的不斷發(fā) 展，美 虱p e t c ( p i t t s b u r g he n e r g yt e c h n o l o g yc e n t e r ) 近年來以直徑為1 1 6 i n 的球狀氧化 鋁為載體，負(fù)載c u o 活性組份的吸附劑在移動(dòng)床上對(duì)粉煤燃燒煙氣進(jìn)行了吸附試驗(yàn)，當(dāng)吸附 溫度為1 5 0 時(shí)，脫硫脫n 0 x 率能達(dá)u 9 0 以上。在我國，一些學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，中國科 學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所煤轉(zhuǎn)化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也對(duì)此方法進(jìn)行了研究，但其所采用的載體 為活性炭。 銅法吸收還原過程一般采用負(fù)載型的c u o 作吸收劑，c u o 含量通常占4 - 6 ，在3 0 0 4 5 0 的溫度范圍內(nèi)，與煙氣中s 0 2 發(fā)生反應(yīng)，形成的c u s 0 4 及c u 0 對(duì)選擇性催化還原法( s c r ) 還 原n 0 、有很高的催化活性，吸收飽和的c u s 0 4 被送去再生，再生過程般用h 2 或c h 4 氣體對(duì) c u s 0 4 進(jìn)行還原，釋放的s 0 2 可制酸，還原得到的金屬銅或c u s 再用煙氣或空氣氧化，重新生 成的c u 0 又用丁吸收還原過程，該_ j ：藝的s 0 2 ，n o x 的脫除效率分別高丁9 5 ，9 0 。在吸收劑 的再生過程中，可得到富s 0 2 混合氣，便于硫的回收，不產(chǎn)生干的或濕的廢渣，沒有二次污 染。c u 0 a 12 0 3 吸附一催化脫除s 0 2 、n o 過程的機(jī)理如下： c u o + s 0 2 + i 2 0 2 - - c u s 0 4 4 n o + 4 n h 3 + 0 2 4 n 2 十6 h 2 0 2 n 0 2 + 4 n h 3 + 0 2 - - 3 n z + 6 h 2 0 c u s 0 4 + i 2 c h 4 - - c u + s o + i 2 c 0 2 + h 2 0 氧化銅吸附法的特點(diǎn)： 1 能同時(shí)去除煙氣中9 0 以上的s 0 2 和n 0 。 2 不產(chǎn)生新的廢棄物，沒有二次污染問題。 3 除塵率可以達(dá)到9 9 9 。 4 該法的反應(yīng)溫度要求較高，需要加熱裝置，并且吸附劑的制備成本高。 ( 6 ) s n o x 工藝。把n 0 x s o x 混合氣體在2 0 0 。c 下通過袋狀過濾器后，通過換熱器加熱到3 8 0 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 ，用n h 3 還原劑以催化劑還原n 0 x ，然后加熱到4 2 0 ，以v 2 0 基催化劑把s 0 2 氧化為s 0 3 ( 轉(zhuǎn) 化率為9 5 ) ，冷卻后用降膜冷凝器冷凝產(chǎn)生山9 0 一9 7 的h 2 s 0 4 。此技術(shù)的特點(diǎn)是不產(chǎn)生廢 水及廢物；可回收濃硫酸：可同時(shí)脫除s 0 2 、n o x 除需要用n h 3 還原n 0 ，整個(gè)處理過程不需要 其他化學(xué)品：高達(dá)2 7 0 c 的煙氣及將s 0 2 氧化為s 0 3 產(chǎn)生的熱量可用于預(yù)熱空氣或生產(chǎn)蒸汽。 此工藝的操作費(fèi)用較低，且費(fèi)用隨含量的增加而降低。 1 3 本課題的研究方向 本文的研究?jī)?nèi)容是： ( 1 ) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與搭建，模擬工業(yè)過程環(huán)境，根據(jù)所需的實(shí)驗(yàn)條件和所要達(dá)到的實(shí)驗(yàn) 目的來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，內(nèi)容包括脈沖電源的設(shè)計(jì)、反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、催化吸附劑的選擇與制備。 ( 2 ) 研究不同催化吸附劑對(duì)n o 、s 0 2 脫除效果。 ( 3 ) 研究催化吸附劑的在等離子體和不同氣氛條件下的再生情況。 搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)，模擬工業(yè)過程環(huán)境，制備一種能同時(shí)吸附n o n , s 0 2 的吸附催化劑，研究 各種因素對(duì)吸附催化劑吸附性能的影響，考察n o 、s 0 2 在吸附催化劑上吸附、脫附行為及 內(nèi)在規(guī)律，為工業(yè)應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。 第一章緒論部分首先對(duì)課題的理論和工程背景及意義進(jìn)行了介紹；然斤通過大量的文獻(xiàn) 綜述，詳細(xì)介紹了前人與課題相關(guān)的研究工作及成果，在此基礎(chǔ)上提出了本文的研究?jī)?nèi)容及 研究方向。第二章實(shí)驗(yàn)部分首先介紹實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過程，最后闡明脫硫脫硝催化吸 附劑選擇原理。第三章給出了大量的實(shí)驗(yàn)曲線，建立了吸附床的理論模型。第四章研究了催 化吸附劑的在等離子體作用r 的再生脫附問題。最后是對(duì)本文的總結(jié)和進(jìn)一步i 一作的建議。 9 東南人學(xué)碩士學(xué)位論文 2 1 引言 第二章實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 本實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容是研究煙氣中n o 、s c h 在吸附催化劑作用下的脫除情況，及其重復(fù) 利用的情況。課題的研究?jī)?nèi)容涉及到氣體放電、氣體吸收、氣體凈化、無機(jī)化學(xué)、化學(xué)反應(yīng) 動(dòng)力學(xué)、工程流體力學(xué)以及傳熱傳質(zhì)學(xué)等等諸方面內(nèi)容。圍繞研究?jī)?nèi)容所實(shí)施的實(shí)驗(yàn)方法和 手段亦呈多樣化特征。本實(shí)驗(yàn)所用到的低溫等離子體放電反應(yīng)器、脈沖電源等均為白行設(shè)計(jì)。 下面對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、以及催化吸附劑理論等分別進(jìn)行具體介紹。 2 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 m 瓠g 圖2 1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖 實(shí)驗(yàn)基本原理圖( 圖2 1 ) 所示，以氣體流向?yàn)樾?，整個(gè)系統(tǒng)的t 作流程為：用鋼瓶氣 在混合室中均勻配制實(shí)驗(yàn)所用模擬煙氣，n 2 、0 2 、s 0 2 、n o 、c 0 2 流出氣瓶后首先由轉(zhuǎn)子 流量計(jì)進(jìn)行流量控制，然后進(jìn)入質(zhì)量流量計(jì)，嚴(yán)格保證混合氣體各成分的配比；混合氣體進(jìn) 1 0 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 入反應(yīng)器進(jìn)行脫硫脫硝實(shí)驗(yàn)；再生脫附實(shí)驗(yàn)所需高頻高壓脈沖電源為白行研制；反應(yīng)后的氣 體通過f g a - - 4 1 0 0 汽車排氣分析儀和m s i - - v a r i o x 型s 0 2 分析儀測(cè)定其成分的變化并排 入大氣。 實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)物圖如圖2 2 所示。 圖2 2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖 由實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖所示，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由氣源系統(tǒng)、反應(yīng)裝置和測(cè)試系統(tǒng)