铜尾矿湿法烟气脱硫脱硝及强化研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jnbosine
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铜尾矿中富含Fe、Mn等具有液相催化氧化作用的过渡金属元素,以及Ca、Mg等有利于吸收SO2和NOx的碱性氧化物,铜尾矿作为脱硫脱硝的吸收剂具有可行性,而且利用铜尾矿脱硫脱硝具有原材料来源广泛、价廉易得,可以回收利用金属离子等优点。因此,本文在分析了常见的烟气脱硫脱硝方法后,提出利用铜尾矿浆脱除烟气中SO2和NOx的方法。本研究首先对铜尾矿浆同时脱除烟气中SO2和NOx的性能、机理以及热活化对铜尾矿同时脱硫脱硝性能的影响进行研究。研究发现铜尾矿浆脱硝性能较差,所以采用添加适量氧化剂的方式提高脱硝性能。因此又进行了氧化剂筛选实验,筛选出合适的氧化剂之后,对氧化剂协同铜尾矿同时脱硫脱硝的性能和机理进行研究。在铜尾矿同时脱硫脱硝性能研究中发现,铜尾矿浆的脱硫性能较好,SO2的脱除效率一直为100%,但脱硝性能较差,在最优的实验条件下,NOx的最高脱除率仅为45%。单因素实验表明NOx的去除率,随着反应温度和气体流速的升高而降低,随着氧气含量的升高而升高,随着固液比、SO2浓度和NOx浓度的升高,NOx的去除率先升高后降低;烟气中同时存在SO2和NOx时,NOx的存在对SO2的去除有促进作用,而烟气中SO2则会抑制NOx的去除。铜尾矿的最佳煅烧温度和时间分别为800℃和120min,铜尾矿经过热活化处理后脱硝性能得到了强化,此时脱硝效率为52%。通过分析测试铜尾矿和反应前后的浆液发现,铜尾矿中能有效脱除烟气中SO2和NOx的成分主要包括Ca CO3、Ca O、Mg O和Fe2O3。经过SO2和NOx溶解与电离、铜尾矿中金属离子的浸出以及SO2和NOx的氧化吸收三个阶段使烟气得到净化。通过氧化剂筛选实验发现:高锰酸钾和亚氯酸钠协同铜尾矿脱硝性能较好,脱硝效率分别达到了94.5%和83.9%,其中高锰酸钾和亚氯酸钠的最佳添加浓度分别为38 mmol/L和50.6 mmol/L;复合氧化剂协同铜尾矿脱硝效率的大小关系为:亚氯酸钠/高锰酸钾>亚氯酸钠/次氯酸钠>亚氯酸钠/二氧化锰>亚氯酸钠/过氧化氢,亚氯酸钠和高锰酸钾组成的复合添加剂有协同脱硝效果,两种物质的最佳组成比例为51mol/L:25mmol/L;铜尾矿、高锰酸钾和亚氯酸钠联合脱硝效率的大小关系为:铜尾矿/高锰酸钾>铜尾矿/亚氯酸钠>高锰酸钾>亚氯酸钠,高锰酸钾和亚氯酸钠加入铜尾矿以后脱硝效率比单独使用时分别提高了23.5%和24.9%,因此铜尾矿、高锰酸钾和亚氯酸钠有协同效果,能大幅度提高铜尾矿的脱硝性能。在氧化剂协同铜尾矿脱硫脱硝正交实验中,各因素对脱硫脱硝效率影响大小为:气体流速﹥反应温度﹥氧气含量﹥一氧化氮浓度﹥二氧化硫浓度﹥固液比;最佳反应条件为:固液比15%,反应温度25℃,气体流速100m L/min,氧气含量18%,进口烟气中SO2浓度2500mg/m~3,NO浓度700 mg/m~3。在氧化剂协同铜尾矿同时脱硫脱硝机理研究中,选择铜尾矿浆液中含量最高的Ca2+、Mg2+、Al3+和Fe3+四种金属离子与复合氧化剂联合脱除SO2和NOx,研究发现:四种金属离子和氧化剂有协同脱硫脱硝的效果,当四种离子单独存在时,Fe3+的协同效果最强,当两种离子共存时,Fe-Mg、Fe-Al的协同作用最强,当种三种离子共存时,Fe-Al-Mg的协同作用最强。高锰酸钾和亚氯酸钠协同铜尾矿脱硫脱硝的的反应机理可分为以下三个阶段:(1)烟气中的部分SO2和NO2溶解在水溶液中,生成H+;(2)铜尾矿、亚氯酸钠与H+反应,分别产生具有催化氧化作用的金属离子以及有强氧化性的Cl O2和Cl2;(3)在金属离子、高锰酸钾、Cl O2和Cl2的共同作用下,SO2和NOx分别被催化氧化成SO42-和NO3-脱除。
其他文献
中国地大物博,湖泊众多,近年来随着经济的发展,湖泊水环境的污染问题也日益严重起来,大量的氮磷化合物排放进湖泊,导致湖泊水体富营养化,为湖泊内藻类滋生提供了丰富的生存养料,藻类短时间内大面积爆发,形成常见的水环境污染,水华,最常见的水华污染为蓝藻水华。蓝藻水华不仅状如油漆,影响水域环境的观赏性,还会在堆积处散发恶臭,影响周围人的生活,更重要的是蓝藻本身自带的藻毒素,对水域内的水生物有一定的毒害作用,
学位
如何减少和控制工业活动排放的二氧化硫(SO2)已成为农业安全、环境保护和人类健康的关键问题。湿法矿浆脱硫技术将矿浆脱硫与湿法冶金工艺深度耦合,在脱除SO2的同时实现矿石废渣的酸浸。但弱碱性矿浆与弱酸性SO2水溶液的反应较弱,矿浆非均匀性导致较大的传质阻力,严重阻碍了该技术的应用。本研究首先探讨了电解锰渣(EMR)粒径、EMR矿浆浓度、反应温度、混合气气体流量、SO2浓度因素对EMR矿浆脱硫性能的影
学位
混凝土是一种常见的建筑材料,被普遍运用于各类工程建设中。然而混凝土开裂破坏问题一直是困扰工程界的难题,混凝土的断裂性能对于裂缝产生的机理、防裂止裂和安全性评价具有重要的作用,软化曲线是描述混凝土断裂性能的重要指标。本文基于简单的断裂试验通过优化逆推计算的方法获得软化曲线,其研究工作如下:(1)根据有限元理论和进化优化算法,依据虚拟裂缝模型,通过Matlab和Python开发了逆推分析程序,采用软化
学位
云南省位于我国西南端,环境空气质量较好,然而近年来边境城市污染频发,严重影响人们生活,目前关于边境城市PM2.5浓度长时间序列的污染特征及污染成因研究较少。基于此,以保山、德宏、临沧、普洱、西双版纳等5个云南省边境城市作为研究区域,探究PM2.5浓度的时空变化特征、污染来源及影响因素。主要的研究结果如下:(1)2015-2020年研究区域PM2.5逐日浓度波动范围较大2-200μg/m~3,日均浓
学位
化感物质是植物向环境释放的次生代谢产物。酚酸类物质是农田系统中普遍存在的化感物质,不仅能干扰植物细胞膜渗透性和呼吸作用等多种生理过程,抑制作物种子萌发和幼苗生长,还会改变土壤理化性质,影响土壤微生物活性,改变土壤微生物群落结构,抑制植物生长并造成严重的农田连作障碍。生物炭作为一种新型碳材料,在污染物去除方面被广泛研究。众多研究指出,生物炭对农药、抗生素和多环芳烃等污染物有着良好的去除效果。酚酸类化
学位
重金属镉Cd(Ⅱ)被列入一级致癌物质,无法被生物降解,易在生物体内积累,可通过食物链富集进入人体,最终对人体造成不可逆转的危害。因此,通过新材料来去除Cd(Ⅱ)污染对生态环境和人体健康都有着重要意义。赤泥(Red Mud,RM)是碱浸铝土矿生成氧化铝过程中产生的碱性废渣,组成成分复杂,具有碱性强、含多种金属氧化物及细粒度等特性,易对周围环境产生污染,其逐年增加的巨大堆存量已经成为亟待解决的问题。云
学位
种群密度估计对野生动物的保护和管理至关重要,也是动物生态学和保护生物学备受关注的研究热点,但对大中型兽类种群数量的准确估算一直面临挑战。红外相机是哺乳动物调查中普遍采用的工具,也是克服这一挑战的一种经济有效的方法。目前国际上已有多种方法采用红外相机数据估算不可个体识别动物的种群密度,但相关技术在我国的应用案例较少,本文旨在为国内研究者应用红外相机数据估算动物种群密度提供参考。首先,我们介绍了随机相
期刊
有机微污染物在水环境中频繁检出,包含内分泌干扰物、抗生素等有毒有害的化学物质,具有较大的环境风险。溶解性有机质(DOM)是自然水体中普遍存在的复杂组分,含有大量发色团,可以吸收光子产生激发三重态溶解性有机质(~3DOM*)和活性氧物种(ROS),对水环境中有机微污染物的光降解具有重要作用。DOM的光活性会受地表水中共存金属离子的影响,然而金属离子与DOM共存影响水体中有机微污染物光降解的内在机制尚
学位
尽管白腐真菌能降解多种难降解有机污染物,而在难降解有机废水治理中有巨大的应用潜力,但却难以实现白腐真菌反应器的长期连续运行。本课题组前期基于脉管载体和蒸笼反应器,首次成功的实现了在非灭菌条件下对垃圾渗滤液和焦化废水的长期连续的稳定处理。但是此白腐真菌废水处理技术的实际应用,还需完成放大试验研究。针对此问题,本课题搭建了200 L的白腐真菌蒸笼反应器和构建3 600个挂有P.chrysosporiu
学位
随着经济的飞速发展,越来越多的环境问题随之而来,其中最为严重的是水污染问题,因此水污染治理研究备受研究人员关注,其中重金属的去除就是一大热点问题。吸附法的工艺简单、效果好、成本低,因此被广泛应用于去除水体中的重金属,但目前研究报道的吸附材料比较昂贵,本研究利用碱预抽提大麻杆芯生物炭残渣制备了价格低廉具备较好吸附性能的生物炭材料。采用破碎—碳化—碱化—碳化的方法制备了对铜、镍离子具有较好吸附性能的碱
学位