烟气脱硫添加剂对正盐生成促进的实验研究

【摘要】：本文对湿法烟气脱硫工艺的原理及其中的关键问题-亚硫酸盐的氧化进行了综述,在参考大量文献的基础上,探讨添加剂对亚硫酸盐氧化反应动力学的影响.利用自行设计的实验室规模的间歇式反应装置和鼓泡反应装置,分别研究了在非催化及添加剂存在条件下,亚硫酸盐氧化的本征反应动力学及宏观反应动力学.本研究工作对深入了解亚硫酸盐氧化反应机理,寻求低费用、低能耗的促进硫酸正盐生成技术等具有重要的意义. 系统研究了不同水质(高纯水和蒸馏水)和光照条件(避光反应器和见光反应器)下,亚硫酸钠非催化氧化的本征反应动力学.结果表明,水质和光照条件对该氧化反应均有较大影响,且水质的影响尤为显著。亚硫酸钠非催化氧化过程分为两个阶段,即富氧区的快速反应和贫氧区的慢速反应。 建立了多相条件下亚硫酸钙氧化总反应过程的数学模型,分别由亚硫酸钙从固相到液相的溶解、氧从气相到液相的扩散、液相中的化学反应等三个子模型组成.结合本征反应动力学的实验结果,对宏观反应动力学速率控制步骤进行了推断。 以硫酸锰作为金属催化剂的代表,分别研究了在其催化作用下,亚硫酸盐氧化的本征反应动力学及宏观反应动力学。结果表明,硫酸锰是一种高效催化剂。在硫酸锰存在时,本征反应存在诱导期,且随着硫酸锰浓度增大,诱导期逐渐缩短。该物质通过加速本征反应而使亚硫酸钙的总氧化进程加快。 在有机酸催化方面,首次以过氧乙酸作为催化剂,分别研究了在其催化作用下,亚硫酸盐氧化的本征反应动力学及宏观反应动力学。结果表明,过氧乙酸是一种高效的催化剂,通过加速本征反应而使亚硫酸钙的总氧化进程加快。 以乙醇、苯酚、对苯二酚为抑制剂,分别研究了在其抑制作用下,亚硫酸盐氧化的本征反应动力学及宏观反应动力学,证实了抑制剂通过抑制本征化学反应而使亚硫酸钙的总氧化进程大大减缓。 研究了吸收剂-碳酸钙的溶解规律,结合数学模型,得到了用于计算碳酸钙溶解量的经验公式。 本论文的研究工作为开发高效的促进亚硫酸盐氧化的技术,进而降低现有湿法脱硫工艺的成本及能耗具有理论及现实的意义.