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配NO2促碱液吸收NOx机理及传质动力学研究

作　者: 高放
导　师: 张俊丰
学　校: 湘潭大学
专　业: 环境工程
关键词: 氮氧化物 碱液吸收 类催化 动力学
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 54次
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内容摘要


我国工业废气中氮氧化物（NOx）排放量与日俱增，由其带来的环境污染和生态破坏日益加重，因此，从我国NOx排放特点出发，采用湿法治理工业废气中的NOx的方法进行研究具有重要理论和实际意义。在实际应用中，碱液吸收的效果受NOx的氧化度制约，而难以达到理想去除效果。本论文采用向模拟工业废气中配加NO2，通过调节NO/NO2的体积分数比，提高碱液对NOx的吸收效率，并针对吸收机理进行了系统研究。通过对吸收过程中各影响因素的实验研究，结果表明，在NOx体积分数≥600×10-6，NO/NO2在0.5-2.0的条件下，NO2有效地促进碱液对NO吸收，NO的去除效率达到99%，且NO的去除效率要高于NO2。通过气相中NOx的成分分析，以及对吸收后液相中离子成分和含量的检测，推导出NO2促进碱液吸收NO的过程中存在“类催化”的作用机制，产生了可以促进NO吸收的非稳定中间活性组分。本文对NO和NO2在鼓泡塔中的传质-吸收动力学进行研究，考察了NaOH浓度、NOx体积分数、NO/NO2、温度以及空塔气速等因素对传质-吸收速率的影响。结果显示，NaOH浓度的提高对吸收速率的影响不大，NOx体积分数的增大有利于传质-吸收速率提高，NO/NO2比例在0.5-2.0时，传质-吸收速率最大，温度的提高不利于传质、吸收，提高空塔气速可以在一定程度上提高传质-吸收速率。本文结合响应曲面分析法与Box-Behnken设计法，考察在操作中的主要因素的交互影响，并对主要操作条件进行优化，得到最佳NOx去除效率的条件：CNaOH为0.36mol·L-1，NO/NO2体积分数比在1.04，空塔气速0.07m·s-1时，鼓泡塔对NOx的吸收效率最大，达到92.5%。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-25
  1.1 概述  9-12
    1.1.1 NO_x的性质  9-10
    1.1.2 NO_x的危害  10
    1.1.3 NO_x的来源与我国排放现状  10-12
  1.2 国内外 NO_x治理技术  12-20
    1.2.1 低氮燃烧技术  12
    1.2.2 还原脱硝技术  12-14
    1.2.3 吸收法脱硝技术  14-19
    1.2.4 其他脱硝技术  19-20
  1.3 碱液吸收  20-23
    1.3.1 碱液吸收 NO_x过程研究  21-22
    1.3.2 直接氧化-碱液吸收  22-23
  1.4 研究内容与目的  23-25
第2章 实验方法和内容  25-30
  2.1 仪器与试剂  25-26
    2.1.1 实验设备  25
    2.1.2 实验试剂  25-26
    2.1.3 实验用气  26
  2.2 实验方法与流程  26-27
  2.3 液相离子分析方法  27-29
  2.4 吸收液中水杨酸的测定  29-30
第3章 碱液吸收 NO_x实验研究  30-39
  3.1 NaOH 吸收液吸收模拟工业废气中 NO_x  30-33
  3.2 NaOH 浓度对脱硝效率的影响  33-34
  3.3 NO_x进口浓度对脱硝效率的影响  34-35
  3.4 NO/NO_2对脱硝效率的影响  35-36
  3.5 吸收温度对脱硝效率的影响  36
  3.6 空塔气速对脱硝效率的影响  36-37
  3.7 本章结论  37-39
第4章 鼓泡塔中碱液吸收 NO 和 NO_2传质动力学  39-46
  4.1 气液传质模型的建立  39-41
  4.2 NaOH 浓度对 NO 和 NO_2传质-吸收速率的影响  41-42
  4.3 NO_x进口浓度对 NO 和 NO_2传质-吸收速率的影响  42-43
  4.4 NO/NO_2体积分数比对 NO 和 NO_2传质-吸收速率的影响  43
  4.5 吸收温度对 NO 和 NO_2传质-吸收速率的影响  43-44
  4.6 空塔气速对 NO 和 NO_2传质-吸收速率的影响  44-45
  4.7 本章小结  45-46
第5章 基于响应曲面法优化碱液吸收 NO_x  46-53
  5.1 实验方案设计  46-48
  5.2 鼓泡塔吸收模拟废气中 NO_x的相应曲面分析  48-51
  5.3 吸收过程优化  51-52
  5.4 本章小结  52-53
第6章 结论与建议  53-55
  6.1 主要结论  53-54
  6.2 建议  54-55
参考文献  55-63
致谢  63-64
附录：攻读硕士学位期间发表论文目录  64

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用
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