超重力强化芬顿体系氧化吸收NO传质实验与模拟

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:walker1116_2009
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氮氧化物(NOx)是一种主要大气污染物,从“十二五”规划开始,我国对尾气中NOx浓度限制为100mg m-3~200mg m-3。芬顿溶液在旋转填充床中能够高效完成混合生成羟基自由基,并在超重力作用下快速分散开以避免自由基聚集,从而极大提高自由基在芬顿溶液中的利用效率,利于NO进入液相与短寿命的自由基进行快速反应,实现超重力强化芬顿体系氧化吸收NO过程。  本文从实验和模拟两方面研究旋转填充床内芬顿溶液氧化吸收NO的过程。实验方面,通过改变芬顿溶液的pH、配比、浓度、添加剂等影响因素,以及旋转填充床转速、气液比、温度、入口浓度、混合入口气等操作条件,实验得到脱除率随各因素变化的结果,并得到RPB中芬顿溶液脱除NO的最优条件。结果表明,温度、气液比等因素对NO的溶解度影响大,对NO脱除效果带来的变化最明显;适宜的芬顿溶液组分浓度能够增强自由基的活性,提高脱硝效果;最优条件下NO的脱除效率可达到75%。在此基础上,向入口NO添加氧气、NO2、SO2等成分,考察对反应效果的影响,结果表明湿法吸收对不同进气的适应性强,可以同时氧化吸收氮硫污染物,满足中小型尾气净化需求。模拟研究方面,通过合理简化确立RPB的流场模型,定义边界条件和操作条件,进行符合实际情况的流场模拟,求解旋转流场中气液两相的流动方程,获得液相的停留时间、分布情况和速度值等多项参数,对不同转速条件下的流动过程建立直观认识。利用计算获得的流场参数求解传质模型,获得传质过程的模拟结果,与实验结果接近,能够证明模拟计算结果具有一定的准确性,可以对超重力强化芬顿体系氧化吸收NO的实际应用给予理论指导。
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