尿素湿法脱硝技术研究

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在全球环境形势严峻的大背景下,化石燃料的使用产生的环境问题日益成为人们关注的焦点,而化石燃料使用带来的NOX、SO2等大气污染物的治理,也成为各国学者研究的热点。尿素湿法脱硝技术具有成本低、操作简单、无污染等优点,使其受到一些精细化工以及各类相关小企业的青睐。由于尿素湿法脱硝技术没有合理有效的工艺技术,脱硝效率不高,使其一直没有得到广泛的应用。因此,设计出合理高效的尿素湿法脱硝工艺技术,对其在工业上的应用极为重要。本文设计了一系列以填料塔为主设备的脱硝工艺,考察了气体流量、液体流量、温度、尿素溶液浓度以及尿素溶液pH值对脱硝效率的影响,并对各个条件进行优化选择,从而使湿法脱硝达到较大的脱硝效率。本文的研究包括以下几个方面:(1)设计填料塔单塔和填料塔双塔串联实验,通过控制变量法,考察了气体流量、液体流量、溶液浓度、溶液pH值以及温度对脱硝效率的影响并确定较优条件。结果发现,NOX脱除率随尿素溶液浓度、液速的增大而增大,随溶液温度、气体流速的增大而减小,随溶液pH值的变化比较平稳。同时,在填料塔有效填料体积为1.09×10-3 m~3,通入NOX浓度为2000 mg/m~3左右时,实验获得填料塔湿法脱硝的较优条件,分别为:气体流量2 L/min、液体流量60 L/h、溶液温度30℃、溶液浓度20(w)%、溶液pH值7。在此条件下,单填料塔达到的最高NOX脱除率为87.84%,双填料塔串联使用达到的最高NOX脱除率为89.95%。(2)设计鼓泡塔单塔、双鼓泡塔串联以及填料塔鼓泡塔联合使用实验,通过控制变量法,考察了气体流量、液体流量、溶液浓度、溶液pH值以及温度对脱硝效率的影响并确定较优条件。结果发现,鼓泡塔、双鼓泡塔串联以及鼓泡塔填料塔联合使用三者的脱硝率均随温度和气体流量的增大而减小,随吸收液浓度的增大而增大,随溶液pH值的增大而小幅度减小;鼓泡塔填料塔联合使用实验的脱硝率随填料塔液体流量的增大而增大。同时,在填料塔有效填料体积为1.09×10-3 m~3,通入NOX浓度为2000 mg/m~3左右时,实验获得了三个实验的较优条件,分别为:气体流量2 L/min、填料塔液体流量60 L/h、溶液温度30℃、溶液浓度20(w)%、溶液pH值7。在此条件下,单鼓泡塔达到的最高NOX脱除率为73.82%,双鼓泡塔串联使用达到的最高NOX脱除率为74.53%,填料塔和鼓泡塔联合实验达到的最高NOX脱除率为88.92%。(3)设计旋涡泵和填料塔联合实验,通过控制变量法,考察了气体流量、液体流量、溶液浓度、溶液pH值以及温度对脱硝效率的影响并确定较优条件。结果发现,旋涡泵和填料塔联合使用的脱硝率均随温度和气体流量的增大而减小,随吸收液浓度以及液体流量的增大而增大,随溶液pH值的增大而减小后趋于平稳。同时,在填料塔有效填料体积为1.09×10-3 m~3,通入NOX浓度为2000 mg/m~3左右时,实验获得了两个实验的较优条件,分别为:气体流量2 L/min、液体流量60 L/h、溶液温度30℃、溶液浓度20(w)%、溶液pH值7。在此条件下,旋涡泵达到的最高NOX脱除率为79.93%,填料塔旋涡泵联合使用实验达到的最高NOX脱除率为90.23%。
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