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低床层烟炱和石灰粉混合物吸附法烟气脱硫实验研究

张小广  
【摘要】: 干法烟气脱硫技术具有工艺简单,操作简便,投资、运行和维护费用低廉,脱硫产物易于处理等特点而引起人们的广泛关注。目前,我国的二氧化硫污染现象十分普遍,酸雨污染形势亦非常严峻,控制和治理SO_2污染已经刻不容缓。然而烟气脱硫技术因其投资较高,运行管理费用庞大等原因,难以适应发展中国家的国情,制约了该技术的推广应用。本文即是着眼于我国SO_2污染的现状,针对低浓度二氧化硫废气的治理,采用燃油锅炉排出的废弃物——烟炱掺加石灰粉的混合物为吸附剂,以废治废,开发一种经济、高效的干法烟气脱硫技术。 本实验采用燃油锅炉排出的烟炱掺加石灰粉作为混合吸附剂,研究在低床层条件下吸附剂对SO_2的脱除效果。先在测定烟炱和石灰粉混合吸附剂基本性质的基础上,通过实验考察了影响脱硫效果的主要因素及其影响规律。并对吸附剂的脱硫机理进行了探讨。 本文研究了进气SO_2浓度、进气风速、烟气温度、烟炱和石灰粉配比等因素对吸附剂脱硫效率的影响,同时考察了出口烟气SO_2浓度随时间的变化关系;并研究了经氧化铁、氧化铜和氧化铝改性对吸附剂脱硫效率的影响。结果表明,在本研究条件下脱硫效率随烟气温度的升高而降低,低温有利于SO_2的去除;在实验范围内随烟气流速的减小而增加,进气二氧化硫浓度与脱硫效率的关系具有极值,该法对于SO_2浓度为2300mg/m~3的烟气有较好的处理效果。烟炱和石灰粉的配比对脱硫效率有一定的影响,实验表明烟炱和石灰粉配比为3:1时脱硫效果较好;在吸附剂中加入金属氧化物能够显著提高脱硫效率,而且在较高效率下能够维持较长的时间,金属氧化物在烟炱表面的分散程度能明显影响脱硫效率的提高,采用中间体受热分解对吸附剂改性的方法,明显优于直接物理混合分散。 通过对SO_2在烟炱上的吸附等温线的研究数据表明,可以用Freundlich方程来描述,用表面选择性吸附机理能够解释SO_2在烟炱上的吸附。而且透射电镜照片也直观地显示出了烟炱表面的一层吸附膜。通过吸附剂的FDP曲线的研究显示,H_2SO_4从吸附剂表面的脱附是整个吸附反应的控制步骤,对SO_2的脱除具有重要影响。


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