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含NaClO碱性工业废水烟气脱硫工艺研究

李剑锋  
【摘要】:湿法烟气脱硫(Wet FGD)作为一种效果较好的工艺技术,在工业上得到了广泛的应用。但是随着装置设备运行时间的增加,脱硫系统会出现烟气量和烟气浓度剧烈波动等问题,导致尾气不能达标排放。随着国家对环保要求的不断提高,能源企业的环保开支也在逐年增加。因此,如何降低工艺的投资运行成本并在此基础上提高湿法烟气脱硫装置的效率已成为国内外研究的热点。 本文提出了以含NaClO碱性工业废水为吸收剂对工业尾气进行脱硫的新方法,大大降低了工艺脱硫运行费用,达到了“以废治废、变废为宝”的目的。 按中华人民共和国国家标准《次氯酸钠溶液》(GB19106-2003)对NaClO碱性工业废水进行分析,经分析测定得废水中有效氯(按次氯酸钠折算)质量分数为:9.3952%;游离碱(按氢氧化钠折算)质量分数为:0.5084%、摩尔分数为:0.1271mol/L;计算pH约为:12.66、实测pH为:12.76。 在掌握废水基本成分的基础上,分析了NaClO碱性工业废水脱硫的反应机理;推导了可能发生的反应过程;通过试验验证了化学吸收反应的可行性;得到了含次氯酸钠碱性工业废水治理硫酸尾气工艺的总化学反应方程式。 在工业小试级别的实验条件下,分别以填料塔与旋流板塔为吸收装置,考察了烟气入口SO2浓度、烟气入口气速、液气比、温度等因素对吸收传质过程的影响,并进行了两塔器内吸收过程的传质机理分析对比,总体结果显示:旋流板吸收塔的最佳吸收效率与填料塔相当,但其工艺操作弹性比填料塔更广,显示了一定的工业应用优越性。 通过比较不同条件下的吸收效果,确定了含NaClO碱性工业废水湿法烟气脱硫的最优工艺。当温度为25℃,吸收液初始pH值为12.76,烟气SO2初始浓度为1430mg/m3(约500ppm),液气比L/G分别大于5.0L/m3和4L/m3时,在填料塔和旋流板塔中的脱硫率可达100%和94%。为工业化应用奠定了理论基础和实验依据。 本研究基于对二氧化硫烟气治理现状的分析和前景发展的判断,提出以含次氯酸钠碱性工业废水作为吸收液的湿法脱硫工艺技术。该方法脱硫效率高、吸收剂成本低、设备投资改造简易、工艺操作简单、容易实现全自动控制,较已有的湿法脱硫工艺优势明显,具有较好的理论研究意义和应用推广前景。


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