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超重力法治理高浓度氮氧化物的研究

李鹏  
【摘要】: 本论文在综述了氮氧化物的治理方法的基础上,指出了高浓度氮氧化物治理方法改进的必要性,并对超重力技术的工作原理、优良特性以及国内外应用情况作了简要介绍,从改进吸收设备角度出发,提出了采用旋转填料床治理高浓度氮氧化物的新思路,利用旋转填料床的优良特性,达到了增加吸收剂的利用效率、降低治理成本的目的。实验以某火炸药厂高浓度氮氧化物尾气为气源,采用实验室自制旋转填料床进行了一系列实验研究。 通过对氮氧化物传质过程的详细分析,并在适当假设的基础上,以填料微元体为研究对象,通过数学推导,建立了水吸收高浓度氮氧化物错流传质数学模型,平均误差为8.96%,为工业化放大提供了理论支持。本实验用旋转填料床平均体积传质系数为工厂现用塔设备的480倍,说明本技术具有明显的优越性。 在分析氮氧化物吸收机理基础上,重点考察了其治理状况及操作参数(进气量、液气比、超重力因子)对吸收率的影响规律,在进气量为2 m3·h-1、液气比为20 L·m-3、超重力因子为90时具有最佳吸收率,并通过理论分析证明了单级吸收率接近理论吸收率,达到了理论吸收率的95.6%,说明超重力技术应用于高浓度氮氧化物尾气治理具有技术可行性。在采用吸收—氧化—吸收工艺后,得到了较好的结果。 在上述实验基础上,分别采用碱液和尿素/添加剂作为强化吸收剂,进一步研究了进气量、液气比、超重力因子以及吸收剂浓度等对吸收率的影响,在最优操作条件下,吸收率分别达到了80%和85%,与清水吸收效果相比,平均吸收率提高25%左右。在此基础上采用尿素/添加剂作为吸收剂进行了中试实验,连续运转30天,每天8小时,平均吸收率达到了96.2%,工艺能长期稳定运行。


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