论文部分内容阅读
甲硫醇(CH3SHG)是一种高毒、高腐蚀性的酸性气体,是恶臭的重要组成部分。碱液吸收是最常用的CH3SHG处理方法之一,但吸收液需要进一步处理。湿式洗涤/过氧化物氧化法是指在常温常压下,利用碱液将CH3SHG吸收,吸收液通过过氧化物氧化处理的CH3SHG去除方法。为此建立一连续循环的吸收氧化体系,进行湿式洗涤/过氧化物氧化脱除CH3SHG的实验,过氧化物采用过氧化氢(H2O2)、过一硫酸盐(PMS)、过二硫酸盐(PS);探讨了过氧化物在碱性条件下的稳定性,反应条件对湿式洗涤/过氧化物氧化脱除CH3SHG动力学的影响;对三种过氧化物在碱性条件下对湿式洗涤/过氧化物氧化脱除CH3SHG的影响进行了比较;研究了湿式洗涤/过氧化物氧化脱除CH3SHG的过程及反应途径,优化湿式洗涤/过氧化物氧化脱除CH3SHG的体系,开发了一种高效的CH3SHG脱除方法。整个反应过程通过添加碱液和氧化剂可以实现整个体系的循环运行,对CH3SHG具有较好的吸收和氧化效果,在一定的时间内,过程中的溶液可循环使用且无污水外排,是一类极具发展潜力的恶臭处理技术。具体的研究内容和结果如下:(1)单独湿式洗涤CH3SHG:是指利用碱液吸收CH3SHG,研究了pH、溶解氧等因素对CH3SHG吸收的影响。碱液可以吸收CH3SHG,并且随着pH的增加CH3SHG的吸收率不断增加,但是其增加趋势却不断减小;在CH3SHG进气为80mg·m-3、气体流动速率为1.5L·min-1、120min时,pH为12、12.5、13时分别的吸收率为68.5%、82.9%、88%,同时CH3SHG的碱液吸收属于一级反应,满足一级动力学方程。溶解氧在碱液吸收CH3SHG的过程中占重要的作用,溶解氧的存在增加CH3SHG的吸收率。溶解氧对CH3S-的氧化属于一级反应,满足一级动力学方程。(2)湿式洗涤/H2O2氧化脱除CH3SHG:研究了H2O2在碱液中的稳定性,H2O2浓度和pH条件对湿式洗涤/H2O2氧化脱除CH3SHG的动力学的影响。H2O2在碱性条件下稳定性非常差,尤其是pH大于11.7时,在110min内H2O2的自分解大于95%。H2O2的存在可以增加CH3SHG的吸收率,同时能够氧化去除CH3S-;在CH3SHG进气为80mg·m-3、气体流动速率为1.5L·min-1、pH=12、120min时CH3SHG的吸收率由62.9%增加至79.6%。随着pH的增加,H2O2的分解随之增加,CH3S-的氧化效果越来越差。H2O2对CH3S-的氧化属于一级动力学,满足一级动力学方程。(3)湿式洗涤/PS氧化法脱除CH3SHG:PS在碱液中的稳定性较好,能够有效地氧化碱液吸收的CH3S-;随着PS浓度的增加,CH3SHG的吸收速率呈先增加后减小的趋势,CH3S-的氧化速率不断增大;随着pH的增加,CH3SHG的氧化效果均明显增加;CH3SHG的脱除是先吸收后氧化的过程,PS的主要作用是氧化碱液中吸收的CH3SHG,PS对CH3S-的氧化属于一级动力学,满足一级动力学方程。在pH为12,PS浓度为1.4g·L-1时,碱液吸收的CH3S-90%被氧化。比较发现不同浓度H2O2氧化CH3S-的能力大于PS,但随着pH的增加(pH=12、12.5、13),PS氧化CH3S-的速率基本不变,而H2O2的氧化速率迅速减小。(4)湿式洗涤/PMS氧化脱除CH3SHG:在碱性条件下PMS的自分解比较复杂,在pH为12、12.5、13时,110min自分解分别为33.1%、39.9%、80.8%;PMS对碱液吸收CH3SHG的促进非常明显,碱液中存在PMS时CH3SHG的吸收率保持在95%以上;PMS能够有效地氧化碱液吸收的CH3S-,PMS存在时溶液中检测不到CH3S-的存在。在整个体系中,PMS分解较快,当PMS消耗完时,CH3SHG的吸收率迅速减小,同时碱液中CH3S-的浓度迅速增加。PMS对CH3S-的反应非常快,不随PMS自身浓度和pH的变化而变化,在三种过氧化物中氧化CH3S-Na的能力最强。(5)湿式洗涤/过氧化物氧化脱除CH3SHG的机理:在碱性条件下,PMS能够有效地促进CH3SHG的吸收,并且一直保持较高的吸收率,在三者中对CH3SHG吸收的促进效果最好;其次是PS和H2O2,两者促进效果相差较小,也明显促进CH3SHG的吸收。H2O2和PS仅能够与碱液吸收的CH3S-反应,而PMS可以直接促进CH3SHG的质量转移,因此PMS脱除CH3SHG的效果非常好。过氧化物脱除CH3SHG的产物中均含有CH3S-O3H,并且是PMS脱除过程中的主要产物;相对于H2O2,PS和PMS存在时,反应液中存在SO42-的积累。