ClO2對NO和SO2的氧化及NOx-SO2協(xié)同脫除的實驗及機理研究.pdf

1、隨著我國環(huán)境保護要求與標準的不斷提升，燃煤污染物控制受到嚴峻挑戰(zhàn)，研究開發(fā)高效、經(jīng)濟的燃煤污染物協(xié)同脫除工藝成為大勢所趨。本文對可實現(xiàn)協(xié)同脫硫脫硝的二氧化氯氧化工藝的相關問題進行了探討，內(nèi)容包括:實驗研究了二氧化氯氣相氧化NO和SO2的氧化特性、影響因素與影響機制;通過量子化學計算揭示出二氧化氯氣相氧化的反應機理并進行了動力學分析;還實驗探究了二氧化氯氣相預氧化結合固定床吸收技術對NO、SO2的脫除性能、影響因素以及影響機制。
　

2、　首先在氣相氧化實驗中驗證了二氧化氯的氧化選擇性，只有當NO的氧化趨于完全的時候，氧化性物質(zhì)才會開始與SO2充分反應。溫度是NO氧化反應的關鍵影響因素，隨著溫度的升高，NO的氧化效率呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。同時，考察了煙氣氣氛對NO氧化的影響，其中SO2起競爭作用，氧氣和水蒸氣均有不同程度的促進作用。在不影響NO氧化的前提下，Hg0可被充分氧化為易被吸收脫除的Hg2+。
　　借助于量子化學里理論，對于系統(tǒng)中涉及到的關鍵機理SO2的氧化

3、反應進行研究，揭示出其反應機理并進行化學動力學分析。NO的氧化產(chǎn)物為NO2，不會進一步氧化為NO3、N2O5等高價態(tài)的氮氧化物。二氧化氯的氧化選擇性是由于OClO氧化NO和SO2反應本身所需跨越的能壘差別，兩個反應的速率常數(shù)相差若干個數(shù)量級。OClO、ClO氧化NO的反應速率常數(shù)均隨著溫升而降低，而SO2正相反，推測在520℃左右，氧化選擇性減弱。氧化產(chǎn)物Cl粒子等對Hg有較強的氧化作用。計算結果均與實驗結果一致。高溫會促使氧化劑分解消

4、耗生成氯氣和氧氣，較低的溫度、氧化劑與煙氣的充分混合可保證氧化劑的氧化選擇性，避免分解消耗。
　　在實現(xiàn)NO的高效氧化后，主要氧化產(chǎn)物NO2和SO2的協(xié)同吸收是脫除系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。本文利用二氧化氯氣相氧化結合固定床鈣基吸收劑吸收協(xié)同脫硫脫硝的實驗進行了研究。以二氧化氯氣體為氧化劑的預氧化處理對于提高NO的脫除效率效果明顯。對于NO2的脫除，不增濕時傾向于通過反應2NO2+SO32-+H2O→2NO2-+SO42-+2H+被吸收脫除

5、;增濕時傾向于通過與表面水反應生成HNO3，再與吸收劑反應。對于SO2的脫除，不增濕時，SO2的脫除遵循氣固吸附原理，受到其它競爭物質(zhì)和吸收劑本身吸附能力的影響較大;增濕時，SO2更傾向于通過溶解吸收，以離子反應的方式被吸收脫除，不受其它氧化產(chǎn)物競爭的影響。溫度對于NOx和SO2吸收脫除的影響規(guī)律一致，在60-100℃的溫度范圍內(nèi)，溫度越低脫除效率越高。相對濕度在10％-30％范圍內(nèi)，水蒸氣對NO氧化先促進后抑制;吸收劑表面和內(nèi)部空隙結