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湿法烟气脱硫副产物亚硫酸盐的氧化动力学研究

作　者: 曾坤
导　师: 鲁军
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 动力学抑制剂脱硫副产物亚硫酸镁亚硫酸钠
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

论文研究的宗旨是针对镁法烟气脱硫过程中脱硫副产物的氧化过程,希望尽可能多地获得亚硫酸镁以实现氧化镁的循环利用。论文选择了溶解氧饱和的蒸馏水、高纯水、自来水和去离子水作为实验水质,得到亚硫酸钠在上述水中的耗氧速率在同一数量级。亚硫酸钠的反应级数分别为1.54、2.07、1.50和2.02；对DO的分级数分别为0.14、0.03、0.51和0.24；反应活化能分别为149.6kJ/mol、139.6kJ/mol、100.4kJ/mol和68.2kJ/mol。选取硫代硫酸钠、乙醇、苯酚和间苯二酚四种强还原剂加入亚硫酸钠水中,实验证实,对亚硫酸钠氧化抑制效果由大到小依次为：间苯二酚>苯酚>硫代硫酸钠>乙醇；亚硫酸钠的本征氧化动力学的反应级数为1.50级。投加硫代硫酸钠以抑制亚硫酸镁的氧化的宏观反应速率为：fn(Cj)=k-[Na2S2O3]-0.3;亚硫酸镁氧化反应受溶解速率R1,亚硫酸根氧化反应速率R2,溶解氧从气相到液相的传质速率R3等因素的影响,其总的反应速率R=Rmin(R1, R2, R3); pH对亚硫酸镁宏观反应速率的关系分为三段,分别为pH=4.5～5.5反应速率=1.37×10"5-0.17×10-pH；pH=5.5～6.5反应速率=2.383×10-5-3.33×10-pH；pH=6.5～7.5反应速率=8.6×10-6+44.2×10-pH。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章文献综述  10-19
  1.1 国内外烟气脱硫技术研究现状分析  10-13
    1.1.1 干法烟气脱硫  10-11
    1.1.2 半干法脱硫  11-12
    1.1.3 湿法脱硫  12-13
  1.2 烟气脱硫工艺中亚硫酸盐氧化动力学研究现状  13-15
    1.2.1 钙法氧化动力学研究  13-14
    1.2.2 镁法氧化动力学研究  14
    1.2.3 碱法氧化动力学研究  14
    1.2.4 氨法氧化动力学研究  14-15
  1.3 抑制剂存在下亚硫酸盐本征氧化动力学研究  15-16
  1.4 抑制氧化条件下宏观反应动力学研究  16-17
  1.5 本课题的研究背景  17
  1.6 研究工作内容  17-19
第2章实验与分析  19-24
  2.1 实验装置及操作  19-20
    2.1.1 本征动力学实验  19
    2.1.2 宏观动力学实验  19-20
  2.2 分析方法  20-21
  2.3 反应速率的确定  21
    2.3.1 本征反应速率的确定  21
    2.3.2 宏观反应速率的确定  21
  2.4 本征非催化反应动力学参数的确定  21-22
    2.4.1 硫酸钠分级数的确定  22
    2.4.2 溶解氧分级数的确定  22
    2.4.3 表观活化能的确定  22
  2.5 抑制条件下本征反应分级数的确定  22-24
第3章非催化亚硫酸钠氧化动力学研究  24-34
  3.1 溶解氧饱和的蒸馏水中亚硫酸钠氧化性能  24-26
    3.1.1 亚硫酸钠和溶解氧反应分级数的测定  24-25
    3.1.2 表观活化能的计算  25-26
  3.2 溶解氧饱和的高纯水中亚硫酸钠氧化性能  26-28
    3.2.1 亚硫酸钠和溶解氧的反应级数  26-27
    3.2.2 表观活化能的计算  27-28
  3.3 溶解氧饱和的自来水中亚硫酸钠氧化性能  28-30
    3.3.1 亚硫酸钠和溶解氧的反应级数  28-29
    3.3.2 表观活化能的计算  29-30
  3.4 溶解氧饱和的去离子水中亚硫酸钠氧化性能  30-32
    3.4.1 亚硫酸钠和溶解氧的反应级数  30-31
    3.4.2 表观活化能的计算  31-32
  3.5 不同水质条件对亚硫酸钠氧化速率的影响  32-33
  3.6 本章小结  33-34
第4章抑制亚硫酸钠氧化的反应动力学  34-48
  4.1 抑制亚硫酸钠氧化试剂的筛选  34
  4.2 硫代硫酸钠作为抑制氧化的试剂  34-38
    4.2.1 硫代硫酸钠浓度对亚硫酸钠氧化速率的影响  34-36
    4.2.2 硫代硫酸钠存在下亚硫酸钠浓度对其氧化速率的影响  36
    4.2.3 温度对亚硫酸钠氧化速率的影响  36-37
    4.2.4 亚硫酸钠本征动力学方程的确定  37-38
  4.3 乙醇作为抑制氧化的试剂  38-41
    4.3.1 乙醇浓度对亚硫酸钠氧化速率的影响  38-39
    4.3.2 乙醇存在下亚硫酸钠浓度对氧化速率的影响  39
    4.3.3 乙醇存在下温度对亚硫酸钠氧化速率的影响  39-40
    4.3.4 亚硫酸钠本征动力学方程的确定  40-41
  4.4 苯酚作为抑制氧化的试剂  41-44
    4.4.1 苯酚投加量对亚硫酸钠氧化速率的影响  41-42
    4.4.2 苯酚存在下亚硫酸钠浓度对氧化速率的影响  42-43
    4.4.3 苯酚存在下温度对亚硫酸钠氧化速率的影响  43-44
    4.4.4 亚硫酸钠本征动力学方程的确定  44
  4.5 间苯二酚作为抑制氧化的试剂  44-47
    4.5.1 间苯二酚投加量对亚硫酸钠氧化速率的影响  44-45
    4.5.2 间苯二酚存在下亚硫酸钠浓度对氧化速率的影响  45-46
    4.5.3 间苯二酚存在下温度对亚硫酸钠氧化速率的影响  46-47
    4.5.4 亚硫酸钠本征动力学方程的确定  47
  4.6 本章小结  47-48
第5章亚硫酸镁宏观氧化反应动力学研究  48-59
  5.1 非催化条件下亚硫酸镁宏观氧化反应动力学研究  48-53
    5.1.1 反应pH值对亚硫酸镁氧化速率的影响  48-49
    5.1.2 亚硫酸镁浓度对氧化速率的影响  49-50
    5.1.3 空气流量对亚硫酸镁氧化速率的影响  50-51
    5.1.4 反应溶液温度对亚硫酸镁氧化速率的影响  51
    5.1.5 离子强度对亚硫酸镁氧化速率的影响  51-52
    5.1.6 宏观动力学方程的确定  52-53
  5.2 抑制亚硫酸镁氧化宏观反应动力学研究  53-58
    5.2.1 宏观抑制剂的选择  53
    5.2.2 反应pH值的影响  53-54
    5.2.3 空气流量对亚硫酸镁氧化速率的影响  54-55
    5.2.4 亚硫酸镁浓度对氧化速率影响  55-56
    5.2.5 抑制剂硫代硫酸钠浓度对亚硫酸镁氧化速率的影响  56
    5.2.6 反应温度对亚硫酸镁氧化速率的影响  56-57
    5.2.7 反应活化能的计算  57-58
    5.2.8 动力学方程的确定  58
  5.3 本章小结  58-59
第6章结论  59-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
发表论文  65

湿法烟气脱硫副产物亚硫酸盐的氧化动力学研究

内容摘要

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