液相络合-铁还原-酸吸收回收法脱除烟气中nox的研究

《液相络合-铁还原-酸吸收回收法脱除烟气中nox的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湘潭大学博士学位论文液相络合-铁还原-酸吸收回收法脱除烟气中NOx的研究姓名：马乐凡申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：童志权20050501-湘潭大学博士学位论文湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：马乐凡日期：2005年6月10日学位论文版权使用授权书本

2、学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密√，在5年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：马乐凡日期：2005年6月10日导师签名：童志权日期：2005年6月10日3-湘潭大学博士学位论文摘要燃料燃烧产生的NOx是大气的主要污染物之一，它对人体健康和生态环境造成

3、巨大的危害。目前，已商业化的烟气NOx控制技术除低NOx燃烧技术以外，主要还有选择性催化还原法和选择性非催化还原法。这二种方法都属于抛弃法，而且投资和运行费用较高。因此，研究和开发简单、廉价和适用的NOx控制新技术，是近20多年来大气污染控制领域的一个热点课题。回收法脱除烟气中的NOx，既可消除NOx污染，又可回收其中的氮资源生产有价值的产品，具有重要的现实意义。日本和美国从20世纪70年代开始就对液相络合法同时脱除烟气中SO2和NOx进行了大量研究。结果表明，对于亚铁氨羧螯合剂同时脱硫脱氮而言，处理2+3+3+过程中Fe很容易

4、被烟气中的O2氧化为Fe，而Fe螯合剂与NO无亲和力，因此脱氮液的脱氮能力很快降低；此外，与螯合铁络合的NO能与溶液吸收SO22--而形成的SO3/HSO3发生复杂的反应，形成一系列可溶于水的氮-硫化合物、2-S2O6和N2O二次气态污染物，这些液相产物在溶液中的积累，也会使脱氮液逐渐失去活性。因此，脱氮液难以再生和循环利用，这是阻碍该法进一步研究的根本原因。随后有人提出了用含-SH基的亚铁螯合剂进行烟气脱氮，该法研究中遇到的最大阻力也是其脱氮液的再生问题。2+我们首次提出了“Fe螯合剂络合吸收-铁还原-酸吸收”回收法脱除烟气中

5、2+NOx的新方法。首先用Fe螯合剂将脱硫后烟气中的NO络合，使之进入液相，同时用铁屑（铁粉）将被络合的NO还原为氨，产生的氨随处理后的烟气带出，用磷酸或硫酸吸收，即可以制得磷酸铵或硫酸铵肥料；过程中所消耗的铁屑（铁粉）以铁沉淀物的形式从液相中分离，可用于生产氧化铁红颜料。本文主要研究内容和结果如下：2+（1）研究了FeEDTA溶液络合吸收NO的影响因素和动力学。结果表明：2+纯水对NO几乎没有吸收能力，一定体积和浓度的FeEDTA溶液对NO的络合能力随时间延长而减弱，络合一定时间后即达到平衡；烟气中O2含量从0%增加到4.2%

6、，NO络合容量下降90%，O2含量进一步增加，络合容量的下降趋势迅2+-1速减缓；在络合液起始pH=6，FeEDTA浓度为10mmol·L，温度60℃时，NO的络合容量为NO在纯水中溶解量的1000倍，NO的络合容量随络合液中2+FeEDTA浓度的增加呈直线增长；NO的络合容量随温度的升高而降低，在络2+-12+合液起始pH=6，FeEDTA浓度为15mmol·L条件下，30℃时FeEDTA溶液对NO的络合容量为80℃时络合容量的5.3倍；当pH值较低时，NO的络合容量随络合液起始pH值的增加而增加，当pH值达到8左右时，络合容

7、量达到最大值；继续增加pH值，络合容量逐渐降低；在25℃、45℃和65℃时，络合反9-湘潭大学博士学位论文6-15-15-1应的平衡常数分别为2.15×10L·mol、6.54×10L·mol和2.67×10L·mol；2+在实验条件下，FeEDTA络合NO的反应可以看成拟一级反应；络合反应的速率常数可通过下式求得：22kE=kCD/()（0-1）2,iLNOBA03+（2）研究了铁还原亚铁亚硝酰络合物和Fe的反应机理，并对酸吸收还原2+过程中产生氨的机理进行了讨论。结果表明：在Fe螯合剂络合吸收-铁还原脱--氮过程中，脱氮后气

8、相中无N2O生成，络合脱氮液中没有NO2和NO3存在，烟x+气中被脱除的NO全部转化成了氨；在无氧时，脱氮量与Fe生成量的摩尔比约x+等于2/1，有氧时，脱氮量与Fe生成量的摩尔比约等于1/2，在有氧条件下，脱氮时消耗的铁量为无氧时的4倍，其中1/4的铁粉消耗于