过渡金属离子液相催化氧化脱硫实验分析

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1、第一章文献综述东北大学硕士学位论文在国内外对脱硫技术的研究也非常多。表1．1历史上与s02有关的污染事故Tablel．1ThepollutionaccidentsaboutS02inhistory1．2国外典型的脱硫技术1．2．1吸收法脱硫技术1．2．1．1石灰石／石膏该法是采用石灰或石灰石的浆液在洗涤塔内吸收烟气中的S02并副产石膏的一种方法。其过程分为吸收和氧化两个阶段【3】：先将吸收的S02生成CaS03，然后再氧化生成石膏。工艺流程是烟气先进入冷却塔，在冷却塔内用水洗涤、降温、增湿并除去90％左右的烟尘，然后进入吸收塔内用石灰浆液进行

2、洗涤脱硫，并除去雾沫净化的烟气，再经加热器升温，由烟囱排入大气。吸收S02后的浆液经氧化塔内氧化、增稠、脱水可得到副产品石膏。1．2．1．2钠碱法该法是采用Na2C03或NaOH等碱性物质来吸收烟气中的S02并可副产高浓度s02或Na2S03的一种脱硫方法。以生成Na2s03为例，工艺流程朋可分为四个工序：循环吸收、中和除杂、浓缩结晶、干燥包装。首先将纯碱、水、阻氧剂、烧碱液按一定的比例配成吸收液，在吸收塔中与尾气逆流接触，吸收尾气中的S02，生成亚硫酸氢钠溶液；然后NaHC03溶液进入中和槽，去除其中的C02、铁、重金属离子及脱色等；再将含

3、WNa2S03清液送入浓缩锅，加热浓缩至析出含水Na2S03晶体，母液循环使用；最后将甩干的Na2S03晶体烘干，由旋风分离器分离后包装。1．2．1．3双碱法东北大学硕士学位论文第一章文献综述”美国通用公司开发的一种用Na2C03或NaOH和石灰两种碱性物质做脱硫剂的脱硫方法。吸收过程的化学反应与亚硫酸钠法相同，吸收后的溶液可得含Na2S03-NaHS03，在吸收过程嘲，还会发生氧化副反应生成Na2S04。1．2．1．4氨法‘约翰斯顿在1935年公布TNH3．S02．H20系统的溶液的热力学数据，揭示了氨法脱硫原理。其工艺流程为吸收、中和及分

4、离三部分：含S02的尾气经过吸收塔，与吸收液反应生成卜IH棚s03，由吸收塔引出的高浓度NH4HS03溶液，在中和器内与固体Nt-hHC03经搅拌进行反应，将NH4Hs03转变为(NH4)2S03结晶析出，含(NI-14hS03·H20晶体的悬浮液进入离心机，分离出的固体(NI-hhS03·H20作为副产品，滤液由泵送入吸收塔的循环槽中，继续循环吸收S02。1．2．1．5金属氧化物吸收法该法是采用Mgo浆液作吸收剂，吸收烟气中的s02。其反应原理同是Mgo浆液在吸收塔内与烟气逆向接触发生反应，吸收烟气中的S02，吸收后的浆液先进行离心脱水，干

5、燥后再经回转窑加热煅烧，使之分解。分解生成的Mgo进人浆液槽，重新水合后循环使用。1．2．2物理化学法。1．2．2．1电子束照射法(E卧法)此法是七十年代初由日本荏原制作所提出，并与日本原子能研究所共同进行研究的一种新的脱硫工艺，经过20多年的研究发展，已从试验走向工业化。此工艺采用高能电子束照射烟气川，使烟气的N2、02和水蒸气发生辐射反应，生成大量的离子、自由基、原子、电子和各种激发态的原子、分子等活性物质，将烟气中的S02氧化为S03，与水蒸气反应生成雾状的硫酸。1．2．2．2脉冲电晕等离子体法(PPCP法)1986年Masuda和Mi

6、zunom在EBA法的基础上首先提出了脉冲等离子体法。该法是将高压脉冲电安装到烟气反应器上，通过强脉冲电晕放电产生活性物质，原理与EBA法相同。t，1．2．3吸附法吸附脱硫法是利用S02在02和水蒸气存在的条件下与吸附剂(活性炭、煤制脱硫剂、活性炭纤维、沸石、吸附树脂等嘲)发生物理和化学吸附来达到脱硫的方法。吸附剂在S02吸附过程中，当烟气中存在着氧气和水蒸气时，化学反应较为明显。因此表面对S02第一章文献综述东北大学硕士学位论文与02的反应有催化作用，反应生成的S03溶于水生成硫酸。吸附了S02的吸附剂外表覆盖了稀硫酸，吸附能力下降，必须对

7、其再生。再生的方法通常有洗涤再生和加热再生：洗涤再生是用清水洗出吸附剂微孔中的硫酸，再将吸附剂进行干燥；以活性炭为例，加热再生是对吸附S02的活性炭加热，使碳与硫酸发生反应，将H2S04还原成S02，富集的S02可用来生产硫酸。1．2．4催化还原法早在上个世纪三十年代，人们就开始通过催化还原反应来脱硫。早期研究的还原剂有C、COtl01、天然气‘1”、H2【12l等。其原理为(以CO为例)烟气中的S02先用碱液吸收，再分解出高浓度的S02通过与还原剂(CO、H2等)反应，把S02还原为硫磺：S02+H2+CO_S+C02+№0；也可先把部分S

8、02还原成H2S，再通过2H2S+S02---,3S+2H20和2H2S+02_，S+2H2达到脱硫目的。到了七十年代中期，各国学者用稀土氧化物(硫化物)催化来进行