亚氯酸钠溶液同时脱硫脱硝的热力学研究(1)

ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGIES AND PRODUCTSSHANGHAI ENERGY CONSERVATION2018年第08期上海节能10 期162(2):837-841.[7]于忠贵,刘连香.浅析高锰酸钾的氧化性[J].天津化工,1997(03):46.[8]Yi Zhao,Peiyao Xu,Lidong Wang.Simultaneous Removal of SO2and NO by Highly Reactive Absorbent Containing Calcium Hypochlorite [J].En-vironmental Progress,2008,27(4):460-468.[9]邱鸿恩,吴丹,王睿.烟气同时脱硫脱硝技术进展[J].化学工业与工程技术,2004(06):1-5+59.[10]B.R.Deshwal,H.K.Lee.Mass transfer in the absorption of SO 2and NO x using aqueous euchlorine scrubbing solution[J].Journal of Environmental Sciences,2009,21(02):155-161.[11]Jie Wang,Wenqi Zhong.Simultaneous desulfurization and denitrifica-tion of sintering flue gas via composite absorbent[J].Chinese Journal of Chemical Engineering,2016,24(08):1104-1111.[12]赵毅,刘凤,赵音,郭天祥.亚氯酸钠溶液同时脱硫脱硝的热力学研究[J].化学学报,2008(15):1827-1832.[13]张虎,佟会玲,陈昌和.燃煤烟气同时脱硫脱硝机理概述[J].环境科学与技术,2006(07):103-105+121.[14]Ruitang Guo,Xiang Gao,Weiguo Pan,Jianxing Ren,Jiang Wu,Xiaobo Zhang.Absorption of NO into NaClO 3/NaOH solutions in a stirred tank reactor[J].Fuel,2010,89(11):3431-3435.[15]乔慧萍,杨柳.湿法同时脱硫脱硝工艺中脱硝吸收剂的研究现状[J].电力环境保护,2009,25(01):1-3.[16]周相武,汪晓军,刘姣,王炜.次氯酸钠溶液的氧化性研究[J].氯碱工业,2006(08):28-30.[17]王静贻,高庆有,徐熙,赵玺灵,付林.亚氯酸钠溶液烟气脱硝与烟气余热回收的一体化试验[J].环境科学研究,2017,30(11):1754-1760.[18]肖灵,程斌,莫建松,王海强,吴忠标.次氯酸钠湿法烟气脱硝及同时脱硫脱硝技术研究[J].环境科学学报,2011,31(06):1175-1180.[19]王谦,张宏波,戴丽雅,孙同华,贾金平.响应面法优化亚氯酸钠湿法脱硝工艺的研究[J].现代化工,2017,37(01):151-154.[20]王琼,胡将军,邹鹏.NaClO 2湿法烟气脱硫脱硝技术的研究[J].江西电力,2004(06):14-16.[21]高翔,吴祖良,杜振,骆仲泱,岑可法.烟气中多种污染物协同脱除的研究[J].环境污染与防治,2009,31(12):84-90.[22]严金英.燃煤烟气NaClO 2/NaClO 复合吸收液同时脱硫脱硝试验研究[D].浙江工业大学,2011.[23]方朝君,闫常峰,余美玲.同时脱硫脱硝技术的应用与发展现状[J].化工进展,2010,29(S1):361-365.[24]潘理黎,许红檑,赵静,杨一理,张朋.氯酸盐复合吸收剂同时脱硫脱硝试验研究[J].浙江工业大学学报,2013,41(04):405-408.[25]欧自伟,莫建松,周长海.液相氧化吸收脱硝中的氧化技术研究[J].广东化工,2012,39(06):52-54.[26]李杰豪,金月祥,成一波,徐凯杰,潘理黎.NaClO 2/H 2O 2复合吸收剂同时脱硫脱硝实验研究[J].环境污染与防治,2016,38(01):64-68+96.9月11日，徐汇区召开党政机关等公共机构生活垃圾强制分类工作联席会议。

脱硫的热力学条件-回复脱硫是一种常见的工业过程，用于从含硫燃料或废气中去除硫化物。

在脱硫的过程中，热力学条件是非常重要的。

本文将一步一步回答脱硫的热力学条件，并解释其背后的科学原理。

首先，需要明确脱硫的目标是去除含有硫的化合物，如二氧化硫（SO2）。

SO2是一种有害的气体，对环境和人体健康都有害。

因此，脱硫过程的目标是将SO2转化为无害的物质或将其去除。

脱硫过程中的最重要的热力学条件之一是平衡常数。

平衡常数描述了反应达到平衡时产物和反应物的浓度比例。

对于脱硫过程来说，平衡常数描述了SO2转化为无害物质的能力。

如果平衡常数很大，说明反应向产物的方向偏离，脱硫效果就会好。

相反，如果平衡常数很小，反应向反应物的方向偏离，脱硫效果就会差。

平衡常数的大小受到多个因素的影响。

其中一个因素是反应温度。

通常来说，反应温度越高，平衡常数越大。

这是由于高温下分子的运动更加剧烈，反应速率更快，反应向产物的方向偏离的可能性更大。

因此，提高脱硫反应的温度可以增加平衡常数，从而提高脱硫效果。

另一个影响平衡常数的因素是反应物浓度。

根据Le Chatelier原理，如果反应物浓度增加，平衡会向产物的方向偏离。

因此，在脱硫过程中，如果增加SO2的浓度，平衡常数会更大，脱硫效果也会更好。

除了平衡常数，反应的焓变也是脱硫过程中的一个重要热力学条件。

焓变描述了反应发生时释放或吸收的热量变化。

对于脱硫过程来说，焓变可以影响反应的方向。

如果反应产生热量（焓变为负值），反应向产品的方向偏离，脱硫效果就会好。

相反，如果反应吸收热量（焓变为正值），反应向反应物的方向偏离，脱硫效果就会差。

焓变的大小取决于反应的活化能。

活化能是使得反应继续进行所需的最小能量。

如果反应的活化能很低，焓变就会更大，反应向产物的方向偏离，脱硫效果更好。

因此，提高脱硫反应的活化能可以有助于提高脱硫效果。

在脱硫过程中，还有另一个重要的热力学条件是熵变。

熵变描述了反应过程中系统的混乱程度的变化。

浅谈生物质电厂超低排放脱硝技术路线2020年8月28日目录1. 概述 (1)1.1. 技术背景 (1)1.2. 生物质电厂烟气污染物特点 (1)2. 脱硝工艺介绍 (2)2.1. 选择性催化还原技术（SCR） (2)2.2. 选择性非催化还原技术（SNCR） (2)2.3. SNCR+SCR耦合脱硝技术 (3)2.4. 臭氧脱硝 (3)2.5. 高分子脱硝（PNCR） (4)2.6. 液态生物钙脱硝（B-SNCR） (5)2.7. 氧化吸收法 (6)3. 生物质电厂脱硝工艺推荐 (7)4. 结论 (11)1.概述1.1.技术背景随着世界化石能源的日益枯竭，可再生能源在世界能源结构中所占的比例也越来越大，而生物质能是唯一可以直接作为燃料的可再生能源，亦是唯一可贮存、可稳定利用的可再生能源。

根据国家发改委数据统计，我国生物质年资源总量为8.5亿t，可收集的资源量达7亿t。

目前国内大规模、清洁高效的生物质资源主要利用方式为锅炉直接燃烧技术，该技术也是生物质多种利用方式中最成熟、最符合我国基本国情的利用途径。

在能源日益短缺的情况下，随着国内环境保护的日益严峻，NOx作为雾霾、酸雨及光化学烟雾等环境污染的主要污染源，国家对其排放的标准也日趋严格，加之生物质锅炉大气污染物排放标准的日益完善，其脱硝技术也备受关注，且面临巨大挑战。

1.2.生物质电厂烟气污染物特点生物质锅炉燃烧污染物有其特性：氮氧化物浓度高且波动大，SO2排放量低；碱金属含量高，灰熔点较低；烟气Cl含量高，易引起高温腐蚀；飞灰较轻，尾部受热面易积灰。

生物质燃烧生成的氮氧化物几乎全部是NO和NO2，两者统称NOx，其中NO 占90%，其余为NO2。

生物质锅炉燃烧过程氮氧化物来源主要有三种途径：燃料型NOx、热力型NOx和瞬时型NOx。

燃料型NOx是生物质燃烧过程中含氮化合物热分解后氧化生成的。

其生成过程和机理较为复杂，首先是生物质中含氮有机化合物热裂解产生-N、-CN、HCN 等中间产物基团，该基团被氧化生成NOx，同时伴随NO的还原。

亚氯酸钠脱硝工艺流程亚氯酸钠的脱硝机理：亚氯酸钠溶液与NO发生氧化反应，对烟气中的NO脱除，然后在利用脱硫剂来中和反应副产物。

（一）亚氯酸钠溶液作为氧化剂的依据：溶液与烟气中的NO发生氧化反应，将NO氧化成高价态离子并将其吸收。

具体过程为NO与吸收剂的反应，由于NO 微溶于水，其在水中的溶解度很低，因此从气相主体进入液相的NO很少。

（二）亚氯酸钠脱硝的氧化吸收过程的化学反应：NaCLO2溶液氧化过程的总化学反应方程：4NO++O+3NaCl2SO2+NaClO2+2H2O=2H2SO4+NaCl反应副产物处理NaOH+O脱硝过程中能产生硝酸，4NO ++O→+3NaCl因此副产物处理系统的方法是根据脱硝塔中PH值，排出反应后废液，将废液至脱硫废液处理系统，废液与NaOH发生反应，NaOH与硝酸反应生成硝酸钠，所以脱硝副产物为硝酸钠。

亚氯酸钠溶液硝技术产生背景:亚氯酸钠溶液脱硝是指用一种亚氯酸钠溶液对烟气中的NOx脱除的技术。

该技术具有设备精简、占地面积小、基建投资少、运行管理方便等优点,日益受到人们的关注和重视。

该方法脱硝效率、设备简约，操作简单，综合成本可以接受，具有较好的应用推广前景。

亚氯酸钠溶液作为脱硝吸收剂的依据:本方案选择亚氯酸钠溶液作为吸收剂，主要基于它具有氧化与吸收一体化、无结垢、脱除效率高，投资费用低等特点。

反应前亚氯酸钠溶液中的氯元素几乎是以亚氯酸根的形式存在的，但在较强酸性溶液中亚氯酸钠会分解，NaClO2的氧化能力随PH值的减小而增加。

亚氯酸钠脱硝的氧化吸收过程:NaClO2溶液与烟气中的NOx发生氧化反应，将NO氧化成高价态离子并将其吸收。

NO先被氧化成NO2再被氧化成NO3-，而ClO2-则还原为Cl-，ClO-。

总化学反应方程式如下：4NO +3NaClO2+2H2O = 4HNO3+3NaCl锅炉烟气脱硝的工作优点1）以NaClO2作吸收液，不另加添加剂，以喷淋塔为反应器，将烟气中的NOX控制，治理对象为中小型锅炉烟气，装置简单、运行方便。

亚氯酸钠溶液同时脱硫脱硝的热力学研究
赵毅;刘凤;赵音;郭天祥
【期刊名称】《化学学报》
【年(卷),期】2008(066)015
【摘要】在自行设计的小型鼓泡反应器中,以亚氯酸钠溶液作为吸收剂,进行了模拟烟气同时脱硫脱硝实验研究,得到反应的最佳实验条件以及在此条件下同时脱硫脱硝效率.分析了反应产物,推导出了亚氯酸钠溶液与硫氧化物、氮氧化物的反应历程以及总化学反应方程式.利用热力学原理计算出亚氯酸钠溶液同时脱硫脱硝的摩尔反应吉布斯函数、摩尔反应焓变、化学反应平衡常数以及化学反应达到平衡时SO2和NO的分压力.结果表明:亚氯酸钠溶液同时脱硫脱硝是可行的,且可以几乎100%的脱除烟气中的SO2和NO.
【总页数】6页(P1827-1832)
【作者】赵毅;刘凤;赵音;郭天祥
【作者单位】华北电力大学环境科学与工程学院,保定,071003;华北电力大学环境科学与工程学院,保定,071003;华北电力大学环境科学与工程学院,保定,071003;华北电力大学环境科学与工程学院,保定,071003
【正文语种】中文
【中图分类】O6
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亚氯酸钠溶液烟气脱硝与烟气余热回收的一体化试验王静贻;高庆有;徐熙;赵玺灵;付林【摘要】NOx from flue gas is a major source of air pollution. Challenges are posed because of the strict NOx emission standard implemented recently in China and the fact that tremendous heat is wasted in flue gas. We proposed a new method to integrate the removal of NOx with NaClO2 solution and recovery of the flue gas surplus heat in a counter-flow spray tower. The integrated experimental system and conducted experiments were set up to study the influence of various factors on de-NOx efficiency, including c(NaClO2), L∕G, spraying water temperature, etc. A higher de-NOx efficiency could be achieved with higher c ( NaClO2 ) ;lower pH and larger L∕G. When c( NaClO2 ) was 0. 0200 mol∕L and spraying water temperature varied from 30-80℃, there existed an optimal spraying water temperature, 64 ℃, resulting in a corresponding highest de-NOx efficiency of 36%. Meanwhile, L∕G and spraying water temperature had significant effects on the heat recovery efficiency. The results indicated that the heat recovery performance could be improved with higher L∕G and lower spraying water temperature. The experimental results showed that the de-NOx efficiency reached 40% and 26. 4 kW surplus heat was recovered, under the conditions that c ( NaClO2 ) was 0. 0150-0. 0200 mol∕L, liquid to gas ratio ( abbr. L∕G ) was 13. 8 m3∕L, gas temperature was 83 ℃ and the spraying water temperature was 48℃. The results indicated that the removal of NOx by integrating NaClO2 solution and surplus heat recoveryof flue-gas is feasible.%锅炉烟气中的NOx是大气污染的重要原因之一.针对燃气锅炉NOx超低排放的要求以及烟气中大量余热被浪费的现状,提出了烟气脱硝与余热回收一体化的新方法,通过搭建一体化试验台,分析在烟气余热回收的条件下,c 〔NaClO2(亚氯酸钠)〕、液气比、喷淋水温度等因素对脱硝效率以及烟气余热回收效率的影响.烟气脱硝与余热回收一体化的新方法主要体现在逆流式烟气喷淋塔中,可利用NaClO2溶液对低φ(NOx)的烟气脱硝并同时回收烟气余热.试验结果表明,c(NaClO2)越高、pH越低、液气比越大,NaClO2溶液脱硝率越高.当c(NaClO2)为0.0200 mol∕L、喷淋水温度在30~80℃之间变化时,存在最优的喷淋水温度64℃,使脱硝率最高为36%.同时,液气比及喷淋水温度对余热回收效果影响显著,液气比越大、喷淋水温度越低,余热回收效果越好.试验结果还显示了当烟气温度为83℃、喷淋水温度为48℃、c(NaClO2)为0.0150~0.0200 mol∕L、液气比为13.8 L∕m3时,烟气脱硝效率约为40%,同时回收了26.4 kW的烟气余热.研究显示,在逆流式烟气喷淋塔中,利用NaClO2溶液进行烟气脱硝并同时回收烟气余热的一体化方法是可行的,可应用于工程实践.【期刊名称】《环境科学研究》【年(卷),期】2017(030)011【总页数】7页(P1754-1760)【关键词】天然气;烟气;余热回收;亚氯酸钠;氧化;脱硝【作者】王静贻;高庆有;徐熙;赵玺灵;付林【作者单位】清华大学建筑技术科学系,北京 100084;北京华源泰盟节能设备有限公司,北京 100083;清华大学建筑技术科学系,北京 100084;清华大学建筑技术科学系,北京 100084;清华大学建筑技术科学系,北京 100084【正文语种】中文【中图分类】X511近年来，我国北方多个城市冬季遭遇雾霾污染，京津冀地区尤其严重，而NOx是造成雾霾的重要原因[1]. 在北京，燃气锅炉是冬季NOx的主要来源，为了减少NOx的排放，2015年北京市政府出台了新的锅炉超低排放标准——DB11/139—2015《锅炉大气污染物排放标准》，要求2017年锅炉排放的ρ(NOx)不得高于30 mg/m3(约15×10-6). 目前，北京燃气锅炉排放烟气中的ρ(NOx)一般为150 mg/m3，若采用低氮燃烧器等减排技术可将ρ(NOx)减至50～70mg/m3[2]〔φ(NOx)约25×10-6～35×10-6〕，故烟气需要进一步处理才能达到排放标准，降低烟气对大气环境的影响.同时，燃气烟气中含有大量余热，经省煤器等烟气余热回收技术可将烟温降到80～100 ℃，提升约2%～3%的锅炉热效率，但仍有大量汽化潜热蕴含在烟气中. 在锅炉烟气出口设置的“吸收式热泵+烟气喷淋塔”是一种常见的烟气余热回收系统，可将排烟温度降至露点以下，回收大量汽化潜热，提升约10%的锅炉热效率[3-4]. 该烟气喷淋塔的结构与湿法脱硝的喷淋塔结构相似，当前在许多锅炉房中都装有该设备，若能在该塔中实现脱硝，则可以进一步降低烟气中的ρ(NOx)，同时减少额外的脱硝设备投资及占地空间，成为未来一种有效的烟气脱硝与余热回收一体化技术，但这种一体化技术在学术领域的研究较为鲜见.湿法脱硝中的一个研究重点是脱硝药剂的选取，脱硝药剂包括等，其中NaClO2是最有效的湿法脱硝药剂[9-10]. NaClO2溶液用于脱硝的研究始于20世纪70年代，Sada等[11-12]进行了25 ℃、φ(NO)为1 500×10-6～150 000×10-6的条件下NaClO2与NaOH混合溶液在搅拌釜中脱硝的动力学研究，并首次提出了NOx与NaClO2在碱性条件下的反应机理. Brogren等[13]研究了20 ℃、φ(NO)为290×10-6的条件下，NOx在填料塔中的脱除效果，研究发现,NO和NOx最大的脱除率分别为84%、77%，pH是影响脱硝率的最显著因素，NOx主要通过N2O3、N2O4的水解而被吸收. Chien等[14-18]研究发现，在26.5 ℃、φ(NO)为100×10-6～800×10-6的条件下，在喷淋塔中以NaC1O2为氧化剂脱硝时，液气比、c(NaClO2)、pH对脱硝影响较大. 叶春波等[19]通过试验考察了不同操作参数对NaClO2溶液在小型填料塔中脱硝效果的影响. 郑德康等[20]研究了NaClO2溶液在循环喷淋中脱硝的工艺条件，研究显示,NaClO2的利用率为67.25%. 刘凤等[21]以NaClO2为氧化剂，在小型鼓泡器中进行了同时脱除SO2和NOx的试验研究，发现反应最佳温度为50 ℃. Park等[22]研究了NaClO2同时脱硫脱硝的操作参数以及反应机理. 赵毅等[23-24]分别对酸性、碱性条件下的NaClO2溶液脱硝进行了热力学研究. Deshwal等[25-29]研究了在45 ℃、φ(NO)为360×10-6～760×10-6条件下，鼓泡反应器中NaClO2酸性溶液的脱硝效果，并解释了各因素影响脱硝率的原理.上述研究表明，NaClO2溶液脱硝均在低温(20～50 ℃)、高φ(NOx)(质量浓度的数量级为10-4～10-3)、恒温条件下进行. 而烟气余热回收系统中，烟气进喷淋塔的温度一般为80～100 ℃，烟气与喷淋水的温度沿喷淋塔均发生改变；天然气产生的NOx较燃煤烟气少，φ(NOx)一般为50×10-6～75×10-6[2]，如果使用低氮燃烧器或烟气回流等减氮技术，则φ(NOx)为25×10-6～40×10-6. 上述研究的试验条件多为低温、高φ(NOx)，试验取得了较好的脱硝效率，但φ(NOx)、温度对脱硝率有重要影响，并且研究的设备多为搅拌釜、鼓泡反应器、填料塔等. 因此，限于上述研究与烟气余热回收系统工况的区别，需针对烟气余热回收系统中较高温度(80～100 ℃)、低φ(NOx)(质量浓度的数量级为10-5)的实验条件下，以NaClO2为脱硝剂在喷淋塔中进行烟气脱硝与余热回收一体化研究.该研究针对烟气脱硝与余热回收喷淋塔的实际运行条件，搭建了一个烟气余热回收与脱硝一体化的试验台，NaClO2与NOx反应、余热回收均在一个逆流式喷淋塔中进行，研究在烟气余热回收的条件下，NaClO2溶液对NOx的脱除效果，并对不同参数如c(NaClO2)、pH、液气比、喷淋水温度等对脱硝率的影响进行研究，以期为烟气余热回收与脱硝一体化技术的实施提供借鉴.NaClO2溶液脱除NOx的反应很复杂，是一系列平行、连续的反应. NaClO2首先将NO氧化为高价态的NO2，反应式为式(1)～(4)，NOx通过N2O3、N2O4的水解而被吸收，反应式为式(5)～(6).在酸性条件下，总的反应式[9,30]：在碱性条件下，总的反应式[11-13,21]：NaClO2烟气脱硝的试验系统如图1所示. 试验系统主要包括三部分：烟气发生系统(烟气由天然气经燃烧器燃烧产生)、脱硝及余热回收系统(逆流式喷淋塔、雾化喷嘴、喷淋水循环系统、表冷器)、参数检测装置〔φ(NOx)、温度、喷淋流量等〕. 天然气和烟气的体积流量分别为19、215 m3h. 喷淋塔为圆柱状，直径0.35 m，高1.7 m，有效喷淋段长1.4 m，安装1层实心锥形喷嘴，保证液滴能覆盖整个塔径截面.天然气经燃烧器燃烧产生烟气，烟气流入喷淋塔进行脱硝、同时回收余热后排入大气. 加入NaClO2药剂的喷淋水由循环泵升压流经喷嘴，形成大量小液滴，在喷淋塔中小液滴与烟气逆流接触，NOx被氧化吸收，同时小液滴与烟气发生传热传质，最后小液滴汇成喷淋水流出喷淋塔，流入表冷器冷却，表冷器模拟热用户，通过表冷器将喷淋水回收的烟气余热送出系统.式中：ηoxi、ηNOx分别为NO氧化率、NOx脱除率，%；φ(NO)in与φ(NO)out分别为喷淋塔进、出口烟气中φ(NO)，10-6；φ(NOx)in与φ(NOx)out分别是喷淋塔进、出口烟气中φ(NOx)，10-6.烟气余热回收量、烟气喷淋塔的换热效率分别按式(11)(12)计算.式中：Q为烟气余热回收量，kW；cw为水的比热容，4.18 kJ(kg·K)；tw,out、tw,in分别为喷淋水进、出口温度，℃；η为烟气喷淋塔的换热效率；hg,in、hg,out分别为烟气进、出口焓值，kJkg；hw,in为进口喷淋水的表面饱和湿烟气焓值，kJkg.固定初始pH等其他参数、改变c(NaClO2)，研究c(NaClO2)对脱硝效率的影响. 反应时间对NO氧化率、NOx脱除率的影响如图2和图3所示. 随着反应过程的进行，系统的NO氧化效果、脱硝效果逐渐变差，并且二者的变化是对应的，这是因为反应持续发生，NaClO2药剂被逐渐消耗. 初始c(NaClO2)越低，药剂开始失效的时间越短.当反应时间为20 min时，各c(NaClO2)的NO氧化率、NOx脱除率均较稳定，取该反应时间进行后续研究. 由图4可见，随着c(NaClO2)由0.007 5 molL增至0.025 0 molL，NO氧化率由46%升至100%，NOx脱除率由16%升至41%. 当c(NaClO2)为 0.015 0 molL时，NOx脱除率上升趋势变缓.目前已有研究中，系统脱硝率一般最优能达到80%～90%[6,10,13,18,21]，与此相比，笔者在烟气余热回收系统高温、低φ(NOx)的条件下得到的NOx脱除率较低，约为40%. 这是因为进口φ(NOx)越低，脱硝率越低[9,11-12]. 同时，温度升高，NOx的溶解度下降，并且NaClO2脱硝是放热反应，温度升高也不利于脱硝反应的进行[20,27].综合考虑药剂的经济性与脱硝效率，c(NaClO2)为 0.015 0～0.020 0 molL是高温、低φ(NOx)脱硝反应较优的c(NaClO2)，此时NO氧化率、NOx脱除率分别为90%、39%.同时，烟气温度由83.0 ℃降至54.1 ℃、喷淋水温度由48.0 ℃升至56.2 ℃时，回收热量为25.9 kW. 由此可见，通过NaClO2氧化NOx再湿法吸收的方法，在喷淋塔中同时实现烟气余热回收与脱硝是可行的，此时NOx脱硝率也较高.固定初始c(NaClO2)等其他参数、改变初始pH，研究初始pH对脱硝效率的影响. 由图5可以看出，随着初始pH增大，溶液由酸性变为碱性，NO氧化率由92%降至58%，NOx脱除率由36%将至25%. 该变化规律与文献[10,26,30]所得结果相符，在这些研究中，pH越低，越有利于脱硝，pH最低能达3.5[26].根据反应原理，NO首先被NaClO2氧化为高价态的NO2，大部分NO2通过N2O3、N2O4的水解而被吸收. 有研究[13]指出，NaClO2在酸中氧化性增强，有利于将NO氧化为NO2. 而N2O3、N2O4的水解反应会生成大量H+，如式(5)(6)所示. 因此，较低的pH可以增强NaClO2的氧化性，从而提高NO氧化率；而较高的pH可以中和因N2O3、N2O4水解生成的H+，从而提高NOx脱除率. 因此，pH是影响NaClO2脱硝效果的关键因素，并存在一个最优值. 该试验范围内最优的pH为5.4.此外，由于在酸性条件下，NaClO2会分解出ClO2气体[27,29]，如式(13)所示，研究[27,29]表明，ClO2是一种强氧化剂，也会氧化NO，如式(14)(15)所示.3.3 液气比对NaClO2溶液脱硝的影响液气比是影响喷淋塔烟气余热回收效果的重要因素，因此该试验研究了液气比对脱硝效率的影响，以指导喷淋塔设计. 固定初始c(NaClO2)等其他参数、改变喷淋流量，研究液气比对脱硝效率的影响. 由图6可以看出，随着液气比由5.1 Lm3增至15.3 Lm3，NO氧化率由83%升至100%,NOx脱除率由24%升至40%. 当液气比为7.7 Lm3时上升趋势减缓. 这是因为液气比增大，接触面积增大，使更多NaClO2与NOx反应，脱硝率上升. 但液气比增加，循环喷淋水量增加，泵耗增大. 因此，应在保证满足脱硝率需求的前提下，选择较小的液气比.在该试验中，综合考虑泵耗与脱硝效率，较优的液气比是7.7 Lm3. 而对于烟气余热回收而言，试验结果如图7所示. 当烟气进口温度不变，随着液气比增加，换热效率及烟气余热回收量增加，但增加的趋势也渐缓，可以看出，较优的液气比为13.8 Lm3，此时回收余热量26.4 kW. 因此，对于该喷淋塔，综合考虑余热回收与脱硝，较优的液气比为7.7～13.8 Lm3. 在设计烟气回收与脱硝一体化喷淋塔时，需要综合考虑液气比对二者的影响.固定初始pH等其他参数,改变喷淋水温度，研究喷淋水温度对脱硝效率的影响. 如图8所示，随着喷淋水温度由33 ℃升至80 ℃，NO氧化率、NOx脱除率先上升后下降，在64 ℃达到最高点，分别为86%、36%，当温度达到48 ℃后，上升趋势变缓. 这是因为温度升高可提高NaClO2溶液的氧化能力[21]，反应速率提高.但温度过高，NOx气体溶解度下降，不利于水中的吸收反应.根据碱性条件下，NaClO2的脱硝反应为式(7)，可算得在温度为30～80 ℃范围内，该反应的化学反应焓变为负值，-1 146.35～-1 166.86 kJmol[21]，说明该反应为放热反应，温度升高对反应不利. 同时，随着温度升高，化学反应平衡常数减小，由7.79×100189减小为1.71×10155[24]，进一步验证了温度升高对反应不利.a) 在逆流式烟气喷淋塔中，利用NaClO2溶液能同时实现烟气脱硝与余热回收. 当烟气温度为83 ℃、喷淋水温度为48 ℃、c(NaClO2)为0.015 0～0.020 0 molL、液气比为13.8 Lm3时，烟气脱硝效率约为40%，同时回收了26.4 kW的烟气余热.b) c(NaClO2)越高，NaClO2溶液脱硝率越高. 较优的c(NaClO2)为0.015 0～0.020 0 molL，系统脱硝效率约为40%.c) pH越低，NaClO2溶液脱硝率越高. NaClO2溶液的脱硝效果在酸性条件下优于在碱性条件.d) 液气比越大，NaClO2溶液脱硝率越高. 但需综合考虑液气比对烟气余热回收效果的影响，取能同时满足脱硝、余热回收的的液气比.e) 当c(NaClO2)为0.020 0 molL、喷淋水温度在30～80 ℃之间变化时，存在最优的喷淋水温度64 ℃，使脱硝率最高为36%. 当温度达到48 ℃后，脱硝率上升趋势变缓. 但对于烟气余热回收而言，喷淋水温度越低，换热效果越好，能回收热量的越多. 所以需综合考虑二者，在满足脱硝效率的前提下，喷淋水温度应尽可能低.【相关文献】[1] 江亿,唐孝炎,倪维斗,等.北京PM2.5与冬季采暖热源的关系及治理措施[J].中国能源,2014,36(1):7-13.[2] 清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2015[M].北京:中国建筑工业出版社,2015.[3] 赵玺灵,付林,李锋,等.燃气热电联产系统余热挖潜方式研究[J].热能动力工程,2014,29(4):349-354.ZHAO Xiling,FU Lin,LI Feng,et al.Study of the modes for tapping the latent power in utilizing the waste heat of a gas heat and power cogeneration system[J].Journal of Engineering for Thermal Energy & Power,2014,29(4):349-354.[4] 赵玺灵,付林,江亿.天然气供热中烟气余热利用的潜力及途径[J].区域供热,2013(3):41-45.[5] KAMEDA T,KODAMA A,YOSHIOKA T.Effect of H2O2 on the treatment of NO and NO2 using a Mg-Al oxide slurry[J].Chemosphere,2015,120:378-382.[6] BROGREN C,KARLSSON H,BJERLE I.Absorption of NO in an alkaline solution of KMnO4[J].Chemical Engineering & Technology,1997,20(6):396-402.[7] SADA E,KUMAZAWA H,HAYAKAWA N,et al.Absorption of NO in aqueous solutions of KMnO4[J].Chemical Engineering Science,1977,32(10):1171-1175.[8] CHU H,CHIEN T W,LI S Y.Simultaneous absorption of SO2 and NO from flue gas with KMnO4/NaOH solutions[J].Science of the Total Environment,2001,275(1):127-135.[9] BAL R D,SI H L,JONG H J,et al.Study on the removal of NOx from simulated flue gas using acidic NaClO2 solution[J].Journal of Environmental Sciences,2008,20(1):33-38. 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三种脱硫剂的脱硫反应的热力学分析及机理研究李秋荣白明华郑海武（燕山大学环境与化学工程学院，秦皇岛066004）摘要：运用化学热力学理论对钙基脱硫剂（CaO、Ca(OH)2）和CuO/γ-Al2O3的脱硫反应的吉布斯函数（ΔG），反应平衡常数，平衡时SO2的分压进行计算，从而得出脱硫反应ΔG–T的关系式，计算不同温度下的ΔG，进而分析反应发生的可能性。

在实验室条件下，CaO有效反应温度800℃下进行干法脱硫，Ca(OH)2反应温度60℃湿法脱硫，CuO/γ-Al2O3400℃干法脱硫，分别在M/S(Ca/S或Cu/S摩尔比)为1.0、1.5、2.0进行实验。

结果表明:三种脱硫剂脱硫活性顺序为：Ca(OH)2> CuO/γ-Al2O3>CaO。

这与热力学计算结果相一致，并且从反应机理出发，分析了脱硫活性差异的原因。

关键词：脱硫剂；热力学；机理中图分类号：X701-3 文献标识码：AThe study on desulphurization’s mechanism of thermodynamics for three kinds ofdesulphurization agentsLIQiurong BAIMinghua(College of Environment and Chemistry Engineering, Y anshan University, Qinhuangdao,Hebei 066004)Abstract：The function relationship between ΔG(Gibbs free energy of formation) and T is deduced by calculating ΔG,K p(equilibrium constant in pressure) of calcium-based desulphurization agents (CaO、Ca(OH)2) and CuO/γ-Al2O3desulphurization reactions and partial pressure at equilibrium state of them utilizing the theory of chemical thermodynamics. From calculating ΔG at different t emperature, the denotation of ΔG and the possibility of the desulphurization function will be analyzed further. The experiments are conducted at 800℃(for CaO in dry desulphurization reaction),60℃(for Ca(OH)2in wet desulphurization reaction)and 400℃(for Cu O/γ-Al2O3 in dry desulphurization reaction),at the M/S(Ca/S or Cu/S molar ratio) of 1.0,1.5 and 2.0.The results indicate the sequence of the SO2 removal activity is Ca(OH)2> CuO/γ-Al2O3>CaO.It is the same as the results of calculation by the method of thermodynamics. From the reaction mechanism, the reason for the differences of SO2 being removed activity will be deduced.Keywords desulphurization agents; thermodynamics; mechanism烟气脱硫技术研究最多的是钙法脱硫技术，钙法烟气脱硫主要包括湿法、干法和半干法三种工艺，以CaO为脱硫剂的干法脱硫技术主要有炉内喷射脱硫和烟道内喷射脱硫，该法工艺简单，但脱硫率低；湿法脱硫技术以其低钙硫比，高脱硫率，技术发展最成熟而得到最广泛的应用，该法是以Ca(OH)2作为SO2吸收剂；半干法作为相对最新的脱硫技术因其低投资，较高的脱硫率而具有广阔的市场前景。

Na2S2O8溶液脱硝的热力学计算与试验研究秦毅红;胡彬;杜凯;郑佳翔【摘要】液相氧化脱硝技术被认为是最有前景的脱硝技术之一.在小型鼓泡反应器中,进行了Na2S2O8溶液脱硝试验.热力学计算表明:无论酸性或碱性条件下,300 ～ 380 K时,脱硝反应均为放热反应,且反应的ΔG均远小于-40 kJ·mol-1,反应平衡系数均非常大;同一温度时,碱性条件下反应平衡系数较酸性条件下大.选取吸收时间、Na2S2O8浓度、初始pH值、反应温度、烟气流量和NO含量为过程参数,脱硝率为响应,进行了单因素试验.结果表明:脱硝率随Na2S2O8浓度、温度的增加而升高,随吸收时间、烟气流量或NO含量的增加而降低,pH值在2～3和9～12,体系获得较好的脱硝效果.Na2S2O8摩尔浓度为0.15 mol/L,初始pH值为10,温度为70℃,烟气流量为0.5L/min的条件下,处理NO体积分数为0.03％～0.08％的烟气,20 min内体系脱硝率均在80％以上.【期刊名称】《硫酸工业》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】6页(P10-15)【关键词】过硫酸钠;脱硝;热力学计算;单因素试验【作者】秦毅红;胡彬;杜凯;郑佳翔【作者单位】中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083;中南大学冶金与环境学院,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】X781;TQ111.16研究开发近年来，随着工业与火电的发展，我国煤炭消耗量不断升高，煤炭燃烧释放大量的NOx和SO2等有害污染物，给环境带来了严重的危害。

“十二五”期间，国家制定了更严格的标准，强调燃煤电厂要脱硫脱硝。

当前使用最多的脱硝技术是SCR法，其脱硝率高，但存在着严重的氨氮二次污染、催化剂失活、设备庞大、能耗高、投资大等问题[1]。

因此，研究学者们开始把焦点转向低温脱硝技术，比如氧化吸收法、液相还原法和生物法等[2]。

NaClO2水溶液脱硝的工艺条件及机理研究发布时间：2023-02-28T01:43:41.871Z 来源：《工程建设标准化》2022年10月第19期作者：吕叙正[导读] 在实际工作中应当注意NaClO2初始浓度，还有NO的初始浓度，以及反应温度和初始pH值状况，这些因素都会对NaClO2水溶液吸收NOx过程产生一定影响吕叙正大冶市公共检验检测中心湖北大冶 435100摘要：在实际工作中应当注意NaClO2初始浓度，还有NO的初始浓度，以及反应温度和初始pH值状况，这些因素都会对NaClO2水溶液吸收NOx过程产生一定影响，因此需要分析NaClO2水溶液脱硝特性，同时解析NaClO2和NOx的反应机理。

NaClO2的水溶液脱硝性能较好，所以在合适的条件下，NO的转化率能够可达到100%，由于具有这样的使用优势需要充分研究工艺条件和机理，才能更好地实际应用。

关键词：NaClO2；水溶液脱硝；工艺条件；机理研究近年来随着经济的不断发展，使得重质原油供应和加工量不断地增加，在需求不断升高的情况下，重质油加工受到了广泛重视，由于产量增加导致炼厂的NOx排放量也在不断增加。

目前石化企业排放的NOx占到了我国NOx总排放量5%左右，其中一半NOx是来自催化裂化装置也就是FCC产生的，这种情况如果长期持续下去还会影响到炼厂所在地空气质量。

当前我国的环境保护形势比较严峻，所以必须要控制FCC烟气当中的NOx排放量。

目前FCC烟气当中的NOx要想实现达标减排，需要使用催化还原脱硝技术，也就是SCR技术。

该技术可以在330-450℃温度范围内使用，使用NH3或者是尿素等还原剂能够将烟气当中的NOx催化并还原成为N2，从而实现NOx减量排放。

在实际应用过程中将SCR技术应用到FCC烟气脱硝过程中，需要改造现有的余热锅炉系统，但是改造系统的投资成本比较高，在具体应用过程中需要考虑这一问题。

1基本情况分析1.1研究背景分析上个世纪七十年代，国外开始了这方面研究，在实际研究过程中明确了影响NO吸收效率和运行参数的相关因素。

液相氧化吸收法同时脱硫脱硝技术的研究进展林杉帆;杨岚;张博浩;卫泽华;马晓迅【期刊名称】《煤化工》【年(卷),期】2015(0)5【摘要】煤燃烧过程中排放的SO2、NOx等是环境污染的主要因素.目前,湿法脱硫技术在我国已广泛应用,在此基础上开发的湿法脱硫协同脱硝技术具有重要意义.重点介绍了国内外几种典型的液相氧化吸收一体化脱硫脱硝技术,包括NaClO2法、H2O2法、KMnO4法、Na2S2O8法等.综述了各种方法的研究进展,评述了其各自的特点,并指出上述方法在能耗、污染、成本等方面的问题,有待工业试验的进一步验证.【总页数】5页(P24-27,37)【作者】林杉帆;杨岚;张博浩;卫泽华;马晓迅【作者单位】西北大学,陕西西安710069;西北大学,陕西西安710069;陕北能源化工产业发展协同创新中心,陕西西安710069;陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心,陕西西安710069;陕西省洁净煤转化工程技术研究中心,陕西西安710069;西北大学,陕西西安710069;西北大学,陕西西安710069;西北大学,陕西西安710069;陕北能源化工产业发展协同创新中心,陕西西安710069;陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心,陕西西安710069;陕西省洁净煤转化工程技术研究中心,陕西西安710069【正文语种】中文【中图分类】TQ546【相关文献】1.TiO2-SiO2复合氧化物的制备及在液相氧化中应用的研究进展 [J], 李坤; 姚楠2.钴盐催化甲苯液相选择氧化反应研究进展 [J], 宋志3.液相直接沉淀法制备纳米氧化锌研究进展 [J], 徐素鹏4.国内液相均匀沉淀法制备纳米氧化锌研究进展 [J], 徐素鹏5.液相催化氧化法脱除燃煤烟气中多污染物研究进展 [J], 赵毅;惠尉添因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

燃煤烟气NaClO2/NaCIO复合吸收液同时脱硫脱硝试验研究的开题报告一、研究背景和意义随着工业化进程的加快，大量的煤炭被消耗，造成了大量的二氧化硫和氮氧化物的排放，对大气环境造成了巨大的影响。

脱硫脱硝技术被广泛应用于减少煤炭燃烧排放的污染物。

目前，传统的脱硫脱硝技术主要采用氨法、石灰石-石膏法等化学吸收剂来吸收二氧化硫和氮氧化物。

然而，这些传统的化学吸收剂存在一些缺陷，如在脱硫的过程中产生的石膏难以处理，存在大量液体耗费和成本高等问题。

因此，需要寻找一种新型的化学吸收剂来提高脱硫脱硝效率并降低成本。

二、研究目的本次研究旨在探究燃煤烟气NaClO2/NaCIO复合吸收液在脱硫脱硝方面的实际应用价值。

具体研究目的包括：1.研究NaClO2/NaCIO复合吸收液的制备方法和工艺条件，探究其脱硫脱硝效率和经济性。

2.考察NaClO2/NaCIO复合吸收液对燃煤烟气中二氧化硫和氮氧化物的吸收效果，分析其脱除率和工艺参数对吸收效果的影响。

3.评估NaClO2/NaCIO复合吸收液对煤燃烧后产生的烟气中其他污染物的影响，如粉尘、多环芳烃等。

4.对比NaClO2/NaCIO复合吸收液与传统吸收剂在脱硫脱硝方面的性能差异，探究其实际应用价值。

三、研究内容本研究主要包括以下几个方面：1.制备NaClO2/NaCIO复合吸收液：确定复合吸收液的化学组成及制备方法，优化制备工艺条件。

2.脱除燃煤烟气中的二氧化硫和氮氧化物：对NaClO2/NaCIO复合吸收液进行性能测试，研究其对燃煤烟气中二氧化硫和氮氧化物的吸收效果及其脱除率。

同时，探究吸收效果与工艺参数之间的关系，如吸收剂浓度、操作温度等。

3.评估NaClO2/NaCIO复合吸收液对煤燃烧后烟气中的其他污染物的影响：分析煤燃烧后烟气中的污染物变化，如粉尘、多环芳烃等。

4.对比NaClO2/NaCIO复合吸收液和传统吸收剂在脱硫脱硝方面的性能差异：综合对比NaClO2/NaCIO复合吸收液和传统吸收剂的性能差异，评估其实际应用价值。