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(guān)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(yīng)機理并進行了動力學分析;還實驗探究了二氧化氯氣相預(yù)氧化結(jié)合固定床吸收技術(shù)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(yīng)。溫度是NO氧化反應(yīng)的關(guān)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(guān)鍵機理SO2的氧化

3、反應(yīng)進行研究，揭示出其反應(yīng)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(yīng)本身所需跨越的能壘差別，兩個反應(yīng)的速率常數(shù)相差若干個數(shù)量級。OClO、ClO氧化NO的反應(yīng)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(jié)果均與實驗結(jié)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(jié)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(yù)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(yīng)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(yīng)生成HNO3，再與吸收劑反應(yīng)。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(yīng)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(jié)