泥磷浆液同时脱硫脱硝研究及传质

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工业烟气的主要排放物质SO2和NO严重污染环境,而泥磷是黄磷企业产生的一种难以处理的含单质磷的固体废弃物,针对于此,本论文提出了一种以泥磷浆液作为吸收液,不添加任何其他催化剂,采用湿法催化氧化技术净化工业烟气中的SO2和NO的新技术,同时利用单因素实验和响应面优化实验探究反应温度,气体速率,氧气含量及泥磷乳浊液固液比对脱硫脱硝效率的影响,最后对传质过程进行了探究。在单因素实验的探讨中,结果表明:泥磷浆液同时脱硫脱硝效率随气体流速的增大而降低;随泥磷浆液固液比的增大而增大;泥磷浆液同时脱硫脱硝率在2560℃时,随反应温度的升高而提高,而70℃时急剧降低;脱硫脱硝效率在氧含量为0%30%时,随氧含量增大显著提高,40%时急剧降低。并得出了泥磷浆液同时脱硫脱硝的最佳条件(SO2浓度1500 mg/m3、NO浓度700 mg/m3、反应温度60℃、泥磷浆液固液比为5.0 g/40 mL、含氧量20%、气流速率300mL/min),该条件下的脱硫脱硝率在反应进行860 min内均可达99%以上。而后对泥磷浆液同时脱硫脱硝中反应温度、氧气含量和固液比进行了三因素三水平的响应面实验。得出:氧气含量>泥磷浆液固液比>反应温度。氧气含量对脱硫脱硝效率有高度显著影响。泥磷浆液同时脱硫脱硝效率和各个因素的回归方程之间的关系均是显著的,具有统计学意义,所得模拟方程具有较好的相关性。泥磷浆液同时脱硫脱硝旨在利用废弃物泥磷中的P4将O2转化为O3,利用O3氧化SO2、NO,从而达到脱硫脱硝的目的,因此,本论文对泥磷浆液产生臭氧量的影响因素进行了探究。得出:泥磷浆液固液比的增大可提高臭氧生成量;温度在2560℃时,臭氧产生成量随温度的升高而明显增大,而在70℃时臭氧产生量急剧降低,最佳温度为60℃;含氧量为30%时臭氧产生量增长最快,且臭氧最大产生量值最高。在最佳实验操作条件(反应温度60℃、泥磷浆液固液比为5.0 g/40 mL、含氧量30%,气体流量200 mL/min)下臭氧最大产生量最大,为550.6 mg/m3。在泥磷浆液同时脱硫脱硝的传质动力学探究中,脱硫传质过程为气膜控制,脱硝传质过程为液膜控制。温度在298.15 K343.15 K之间,SO2、NO气相传质系数、液相传质系数都随温度的升高逐渐呈上升趋势,但SO2、NO气相传质系数在343.15 K时降低。
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