碱液吸收氮氧化物的实验分析
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nox与naoh反应方程式NOx是指一组氮氧化物,主要包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
而NaOH是氢氧化钠,是一种碱性化合物。
当NOx与NaOH 发生反应时,会产生一系列化学变化。
反应方程式可以表示为:2NO + 2NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O在这个反应中,氮氧化物NO与氢氧化钠NaOH发生反应生成亚硝酸钠NaNO2、硝酸钠NaNO3和水H2O。
这个反应是一个氧化还原反应,其中NO在反应中被氧化,而NaOH 被还原。
具体来说,NO被氧化为亚硝酸根离子(NO2-),而NaOH被还原为氢氧化钠的金属离子(Na+)。
这是一个比较复杂的反应过程,涉及到不同的氧化态和离子之间的转化。
在这个反应中,氢氧化钠是作为碱性溶液存在的。
它的主要作用是提供氢氧根离子(OH-),使反应介质呈碱性。
这有助于加速反应速率,并提供适宜的环境条件。
亚硝酸钠和硝酸钠是反应产物。
亚硝酸钠是一种无机盐,可溶于水。
它常用于食品加工中的保鲜剂,并且在一些化学反应中也有重要的应用。
硝酸钠也是一种无机盐,广泛用于肥料、火药等领域。
这个反应的应用领域很广泛。
一方面,它可以用于环境保护领域,如净化废气中的氮氧化物。
通过与NaOH反应,NOx可以转化为无害的亚硝酸钠和硝酸钠。
另一方面,这个反应也可以用于化学实验室中的一些化学合成过程。
总结起来,NOx与NaOH的反应方程式描述了氮氧化物与氢氧化钠之间的氧化还原反应。
这个反应产生亚硝酸钠、硝酸钠和水等产物。
它在环境保护和化学实验室中都有重要的应用。
碱液对氮氧化物的去除率
一、片碱法的原理和应用
片碱法又称为干法脱硝技术,是一种常见的空气污染治理技术。
其基本原理是利用碱性物质(如碱性氧化物、碱性金属盐、碱性物质硅铝基等)与氮氧化物进行化学反应,将NOx转化为N2,实现氮氧化物的去除。
片碱法可广泛应用于发电厂、炉窑、石化、钢铁等工业领域的氮氧化物治理。
其中,直接喷射法是片碱法最常用的治理方法,即在烟气中喷入碱性溶液,与氮氧化物进行反应,将其去除。
二、片碱法去除氮氧化物效率
片碱法去除氮氧化物的效率受多种因素的影响,如脱硝剂种类、喷射液浓度、氮氧化物浓度等。
通常情况下,直接喷射法能够去除约60%的氮氧化物。
而结合其他技术,如脱硝催化剂和SCR技术,片碱法的效率将更高。
研究表明,采用片碱法结合脱硝催化剂和SCR技术,氮氧化物去除率可达到90%以上。
值得注意的是,片碱法的应用也存在一些问题,如对环境影响大、产生二次污染等。
在使用时,需结合具体情况选择适当的脱硝技术,合理控制片碱法的使用量和频率。
环境工程系毕业论文题目:碱液吸收氮氧化物的实验分析学院:专业:学号:姓名:指导教师:完成日期:目录第一章前言 (2)1.1 国内外研究现状 (2)1.1.1氮氧化物(NOX)的危害 (2)1.1.2氮氧化物(NOX)的来源 (2)1.1.3各国对 NOX排放标准的要求 (2)1.1.4氮氧化物(NOX)的控制 (2)1.1.4.1燃烧前的控制技术 (3)1.1.4.2燃烧方式的改进 (3)1.1.4.3燃烧后的控制技术 (4)(1)干法脱硝 (4)(2)湿法脱硝 (5)1.2 本试验研究目的和内容 (6)1.3 研究方法、技术路线 (7)第二章实验材料与方法 (8)2.1实验装置流程图 (8)2.2仪器与试剂 (8)2.3实验步骤 (9)2.4注意事项 (9)第三章实验结果与讨论 (10)3.1氧化度对吸收率的影响 (10)3.2 NaOH碱液吸收的效果及其分析 (11)3.3 Na2CO3碱液吸收的效果及其分析 (14)3.4 氨水吸收的效果及其分析 (16)第四章结论与展望 (18)4.1 结论 (18)4.2 展望 (18)参考文献: (19)致谢 (21)碱液吸收氮氧化物的实验分析摘要:采用配氮法对碱液吸收NO X进行了实验研究,从理论和实验分析了氧化度、碱液浓度、碱液种类对吸收效果的影响。
实验结果表明:相对于同样的吸收条件,NaOH溶液和 Na2CO3溶液对氮氧化物都能达到较好的脱除效果 ,但是相对于最佳的脱除效果,两者都在某一低浓度就有很好吸收效果,NaOH溶液的质量浓度较 Na2CO3低。
当氧化度为 50%左右时 ,吸收效果可以达到最佳。
关键词: 碱液吸收;氮氧化物Analyzed alkali absorption of nitrogen oxides by experimentLi Chao(Department of Environmental Engineering, Xiangtan University, Hu Nan Xiang tan 411105)Abstract:Conducted on the alkali absorption NO X experimental study, From the theoretical and experimental analysis of the oxidation degree, alkali concentration, alkali type on the absorption effect. The results show that, Absorption compared to the same conditions, NaOH solution and Na2CO3 solution on the nitrogen oxide removal efficiency to achieve better, But on the best removal efficiency, The concentration of NaOH solution lower than The concentration of Na2CO3solution,and There are very good at a low concentration of the absorption effect. When the oxidation degree of 50%, the absorption effect can be achieved better.Keywords:alkaline solution; nitrogen oxides第一章前言1.1 国内外研究现状随着人类对可持续发展战略认识的不断深入,环境污染和防治问题已经引起世界各国的高度重视,可持续发展和创造和谐社会已成为国家的重要议题,化学工业如何实施减少废料、防止污染,向“绿色化工”转化已经成为当今社会关注的焦点,怎样保护环境是 21 世纪的重要课题之一。
工业废气中氮氧化物的物化吸收去除技术研究摘要:为分析工业生产废气中氮氧化物的吸收去除率,分别使用稀硝酸吸收、络合吸收、液相还原吸收、液相氧化吸收、碱液吸收五种典型物化方法进行分析。
结果表明,五种方法都能在一定精度范围内对氮氧化物具有较好的脱除率。
但是碱液吸收的脱除效果相比更好,而且配合催化氧化技术等更适合我国情况。
关键词:氮氧化物;物化;吸收;去除;碱液1背景因为氮元素存在的价态的不同,和氧元素可以形成不同的氮氧化物,而在大气中含量最高且对环境造成主要污染的是NO和NO2。
这主要是由于随着国家工业的发展,汽车等交通工具的激增,除了SO2外,大量NO x排放进入大气,对环境和人类造成极大的危害。
如在大气自然环境中的NO,在灰尘微粒等表面,可以和O3、H2O发生非均相化学反应,在破坏大气环境臭氧层的同时,也造成了光化学破坏。
并且NO2具有较高的氧化性,可以侵蚀金属、建筑物等,在自然大气环境中的NO2还容易在水中溶解,形成危害性更大的亚硝酸根,从而威胁人类和其他生物的生命和健康。
所以国家针对氮氧化物的污染进行必要的治理和控制,除了完善有关大气环境污染治理方面的立法之外,还从我国的具体情况入手,针对NO x污染源特征,研究出有效的NO x控制技术。
2.技术与方法稀硝酸吸收(Dilute Nitric Acid Absorption)是利用了NO x在硝酸中的溶解度比水大的原理,采用稀HNO3来吸收烟气中的NO x。
针对稀HNO3吸收NO的机理和吸收条件,国内外已有许多相关报道,经大量实验研究表明,NO在稀HNO3中的吸收以物理吸收为主,低温加压有利于吸收的进行。
李裕等[1]利用旋转填料床作为吸收NO x的装置,构建了涉及水平推流反应器中NO气相氧化、和利用旋转填料床强化吸收NO的物料衡算、气液传质、界面相平衡,以及液相反应等方程的数学模型。
2.2 络合吸收络合吸收(Complexing Absorption)是利用过渡金属络合物的配位体提供孤对电子,吸收烟气中的NO形成金属亚硝酰化合物。
一、概述氮氧化合物在大气中的排放对环境和人类健康造成了严重影响。
NO2和NO是其中两种主要的化合物,它们的排放对大气污染和酸雨的形成起着至关重要的作用。
研究和了解NaOH对NO2和NO的吸收过程是非常重要的。
二、NaOH对NO2和NO的吸收1. 化学方程式NaOH对NO2和NO的吸收过程可以用化学方程式表示如下: 1) 对NO2的吸收:2NO2 + 2NaOH → 2NaNO3 + H2O2) 对NO的吸收:2NO + 2NaOH → Na2O + H2O2. 反应条件NaOH对NO2和NO的吸收反应通常在一定的温度、浓度和反应时间下进行。
温度的选择会影响反应速率和产物生成,同时浓度和反应时间也会对反应有一定的影响。
三、NaOH对NO2和NO的吸收机理1. 对NO2的吸收机理NaOH对NO2的吸收是通过化学反应将NO2转化成NaNO3和H2O。
在吸收过程中,NO2与NaOH发生化学反应生成NaNO3和H2O,从而实现了对NO2的吸收与净化。
2. 对NO的吸收机理NaOH对NO的吸收则是通过化学反应将NO转化成Na2O和H2O。
在反应过程中,NaOH与NO化合生成Na2O和H2O,实现了对NO的吸收和净化。
四、NaOH对NO2和NO的吸收工程应用1. 污染物净化NaOH对NO2和NO的吸收过程可广泛应用在工业废气处理、汽车尾气净化等领域,能够有效地减少对大气环境的污染。
2. 其他应用NaOH还可以用于酸性气体的处理和废水处理等领域,具有较好的应用前景和经济效益。
五、总结NaOH对NO2和NO的吸收是一种重要的环保技术,能够有效净化大气中的NO2和NO排放。
通过对NaOH对NO2和NO的吸收机理及工程应用进行研究,有助于开发新的环保技术和改进现有技术,为改善大气环境质量和保护人类健康做出贡献。
希望相关研究者和工程技术人员能够进一步深入研究并推广这一技术的应用,为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。
六、NaOH对NO2和NO的吸收效率影响因素1. 温度实验表明,NaOH对NO2和NO的吸收效率受温度影响较大。
烟气污染治理NO x空气氧化与碱液吸收工艺实验研究乔军师胡金榜宗润宽常明坤(天津大学化工学院,天津300072)摘要根据我国NO x废气治理技术的特点与现状,分析了用空气氧化NO,用烧碱溶液对氧化后的气体进行吸收工艺的可行性。
并对该工艺中模拟废气中NO x的浓度、氧化时间、氧化度以及吸收率之间的关系进行了实验研究和分析,为其工业应用提供了实验依据。
关键词空气氧化法NOx氧化度吸收率1前言NO x主要由NO和NO2组成,此外还包括N2O、N2O3等,统称为氮氧化物。
现在全世界NO x年排放量约为86@106t[1],从而引起了酸雨、光化学烟雾等破坏地球生态环境和损害人体健康的一系列问题。
NO x中NO2的体积百分数称为NO x的氧化度,含NO x废气是一种较难处理的工业废气,其中的NO x的氧化度一般都很低,NO除了生成络合物外,几乎不被水或碱液吸收。
为了有效地治理含NO x废气,需将其中的NO氧化为NO2,调节NO x的氧化度至50%~ 60%,然后再用吸收剂进行吸收。
在低浓度下,NO的氧化速率是非常缓慢的,因此提高NO的氧化速率就成为脱除NO x的决定性因素。
对于治理NO x废气,以提高环境质量为目的,综合考虑各种氧化方法的氧化效率和成本,本实际研究选用空气氧化法[2]。
利用空气作为氧化剂氧化NO,空气来源丰富且成本低,通过氧化提高NO x到一定的氧化度,能促进含NO x废气的脱除。
根据我国经济技术的现状,吸收法治理含NO x 废气,是化学工业生产过程中普遍采用的方法。
在众多的吸收方法中,碱液吸收法较为常用。
但综合考虑原料价值、操作费用和吸收效率等因素,工业上以NaOH和Na2CO3使用较多,其中NaOH溶液的吸收效果更好些。
因此本实验选用NaOH作为吸收剂。
当NO x废气的氧化度为50%~60%时,吸收速率最大,吸收效率也最高[3]。
2实验设计211实验流程与设备实验流程如图1所示。
图1实验流程图1)氮气钢瓶;2)NO钢瓶;3)流量计;4)气体混合器;5)氧化塔;6)采样点;7)吸收塔;8)碱液罐;9)碱液泵;10)抽气泵。
碱液吸收氮氧化物的原理1. 什么是氮氧化物?氮氧化物,听起来就像是个大名词,但其实它们在我们生活中无处不在。
想象一下,城市里的汽车排放、工厂的烟囱、甚至你那烧烤时冒出的烟,都可能释放出氮氧化物。
这些家伙可不是什么好东西,它们不仅能让我们的空气变得糟糕,还可能引发酸雨,给环境带来一大堆麻烦。
所以,治理这些家伙就成了我们急需解决的问题了。
2. 碱液的作用说到解决氮氧化物,碱液可是个不折不扣的英雄。
简单来说,碱液就是那些有碱性的溶液,比如氢氧化钠(NaOH)或者氨水(NH₄OH)。
听起来复杂?其实就是些日常生活中能找到的东西,比如洗衣粉里就有的那种东西。
碱液的神奇之处在于它能够和氮氧化物发生反应,帮助把这些讨厌的家伙变得无害,简直就像是给大气清洁一下。
2.1 碱液的反应机制那么,碱液到底是怎么做到的呢?我们来看看它的反应机制。
氮氧化物(NO和NO₂)在碱液中会和碱性物质反应,生成一些可溶于水的盐类。
比如,二氧化氮(NO₂)就会和氢氧化钠反应,形成亚硝酸钠(NaNO₂)和水。
这一过程就像是氮氧化物和碱液之间的“亲密接触”,它们手拉手,走进了一个更安全的环境。
这就像是把一个顽皮的小孩子牵到安全的地方,让他不再捣乱。
2.2 碱液的吸收效果而且,不止如此,碱液的吸收效果还特别好。
研究显示,使用碱液可以有效地减少空气中氮氧化物的浓度,甚至能达到很高的去除率。
这就好比你在沙滩上用水桶舀水,越舀越干净,沙滩上的水越少。
结果是,周围的空气清新了不少,大家都能呼吸到新鲜空气,心情也跟着变好了。
3. 实际应用接下来,我们再聊聊碱液吸收氮氧化物在实际生活中的应用。
很多工厂在排放废气时,都会配备一些碱液吸收装置。
这种装置像个守护神,默默地在旁边守护着我们的环境。
就算是小小的工厂,只要有了这些装置,排放的氮氧化物也能大大减少。
想象一下,城市的天空越来越蓝,阳光洒在大地上,人人都能享受这份美好,真是太赞了!3.1 持续改善的动力当然,单靠碱液吸收可不够,我们还需要不断改进技术,让它更高效。
环境工程系毕业论文题目:碱液吸收氮氧化物的实验分析学院:专业:学号:姓名:指导教师:完成日期:目录第一章前言 (2)1.1 国内外研究现状 (2)1.1.1氮氧化物(NOX)的危害 (2)1.1.2氮氧化物(NOX)的来源 (2)1.1.3各国对 NOX排放标准的要求 (2)1.1.4氮氧化物(NOX)的控制 (2)1.1.4.1燃烧前的控制技术 (3)1.1.4.2燃烧方式的改进 (3)1.1.4.3燃烧后的控制技术 (4)(1)干法脱硝 (4)(2)湿法脱硝 (5)1.2 本试验研究目的和内容 (6)1.3 研究方法、技术路线 (7)第二章实验材料与方法 (8)2.1实验装置流程图 (8)2.2仪器与试剂 (8)2.3实验步骤 (9)2.4注意事项 (9)第三章实验结果与讨论 (10)3.1氧化度对吸收率的影响 (10)3.2 NaOH碱液吸收的效果及其分析 (11)3.3 Na2CO3碱液吸收的效果及其分析 (14)3.4 氨水吸收的效果及其分析 (16)第四章结论与展望 (18)4.1 结论 (18)4.2 展望 (18)参考文献: (19)致谢 (21)碱液吸收氮氧化物的实验分析摘要:采用配氮法对碱液吸收NO X进行了实验研究,从理论和实验分析了氧化度、碱液浓度、碱液种类对吸收效果的影响。
实验结果表明:相对于同样的吸收条件,NaOH溶液和 Na2CO3溶液对氮氧化物都能达到较好的脱除效果 ,但是相对于最佳的脱除效果,两者都在某一低浓度就有很好吸收效果,NaOH溶液的质量浓度较 Na2CO3低。
当氧化度为 50%左右时 ,吸收效果可以达到最佳。
关键词: 碱液吸收;氮氧化物Analyzed alkali absorption of nitrogen oxides by experimentLi Chao(Department of Environmental Engineering, Xiangtan University, Hu Nan Xiang tan 411105)Abstract:Conducted on the alkali absorption NO X experimental study, From the theoretical and experimental analysis of the oxidation degree, alkali concentration, alkali type on the absorption effect. The results show that, Absorption compared to the same conditions, NaOH solution and Na2CO3 solution on the nitrogen oxide removal efficiency to achieve better, But on the best removal efficiency, The concentration of NaOH solution lower than The concentration of Na2CO3solution,and There are very good at a low concentration of the absorption effect. When the oxidation degree of 50%, the absorption effect can be achieved better.Keywords:alkaline solution; nitrogen oxides第一章前言1.1 国内外研究现状随着人类对可持续发展战略认识的不断深入,环境污染和防治问题已经引起世界各国的高度重视,可持续发展和创造和谐社会已成为国家的重要议题,化学工业如何实施减少废料、防止污染,向“绿色化工”转化已经成为当今社会关注的焦点,怎样保护环境是 21 世纪的重要课题之一。
实验二碱液吸收气体中的氮氧化物一.实验目的和意义本实验采用玻璃吸收塔,以NaOH 或Na 2CO 3溶液作为吸收剂吸收模拟工业废气中的NO X ,通过实验了解用吸收塔净化有害气体的方法和原理,要求达到以下目的:1.了解吸收法净化废气中NO X 的特点以及吸收净化气体的一般实验和研究方法。
2.深入理解吸收过程的机理和影响吸收效果的主要因素。
3.正确完成实验操作的全部过程,得到正确的实验数据,并经过数据处理写出实验报告。
二.实验原理本实验采用碱液作为吸收液,以氮氧化物作为吸收质。
含NO X 的气体由瓶底进入吸收瓶,并与吸收液充分反应后,从吸收瓶的顶端排出,气体中的NO X 被溶解到吸收液中,并和碱液发生主要化学反应:OH NaNO NaOH NO NO OH NaNO NaNO NaOH NO 22223222222+→++++→+含氮氧化物气体中的NO X 和氢氧化钠反应后生成的硝酸钠和亚硝酸钠液体,气体中的NO X 被去除,经过净化后的气体从塔顶排出。
三.实验装置流程、仪器和试剂1.装置流程实验装置如图1所示。
吸收液通过蠕动泵由填料塔上部经喷淋装置进入塔内,流经填料表面由塔下部排出进入碱液槽。
空气由空气压缩机经转子流量计进入混合缓冲器,与从NO X 刚瓶出来的NO X 气体和从N 2刚瓶出来的N 2在混和缓冲罐中相混合,配制成含有一定质量浓度的NO X 的混和气体。
含NO X 的混和气体从塔底进气口进入填料塔内,通过填料层后,尾气由塔顶排出。
1-气体压缩机2-转子流量计3-微型转子流量计4-N 2钢瓶5-NO x 钢瓶6-混合罐7-U 型管压力计8-采样口9-填料塔10-碱液槽11-恒温水浴12-温度计13-蠕动泵图1实验装置图2.主要仪器设备(1)空压机(-2H型,压力:0.3MPa,流量:1.6m3/h)1台(2)转子流量计(气)1只(3)具塞比色管(10mL)1套(4)棕色容量瓶(50ml,500ml,1000ml)各2个(5)温度计(0~100℃)1支(6)721分光光度计4台3.试剂:1.采样吸收液将5.0g对氨基苯磺酸放于200ml烧杯中,用50ml冰乙酸与900ml水的混合液,分数次倒入烧杯中,同时进行搅拌并迅速移入1000ml棕色容量瓶中,待其完全溶解后,加入0.050g盐酸萘乙二胺,溶解后,用水稀释至标线,摇匀。
用过碳酸钠氧化NO为NO2再用碱吸收处理实验报告一、实验目的硝酸铁生产尾气系统NO氧化不完全,造成碱液不能全部吸收氮氧化物,在尾气排放口有淡淡黄烟。
因此实验寻求用氧化剂氧化NO 为NO2,在经碱吸收,使尾气口无黄烟。
二、实验步骤1.用铜与稀硝酸反应产生NO,先分别用过碳酸钠、过硫酸钠、亚氯酸钠氧化NO,在用水吸收、碱吸收处理。
2.用铜与稀硝酸反应产生NO,先用水吸收、碱吸收除去空气氧化的NO2再用过碳酸钠溶液氧化,最后经碱吸收处理。
3.尾气洗收液取样分析时,分别用高锰酸钾吸收处理和不处理分析比较。
三、实验数据四、实验结论综上实验数据得出以下结论:1.反应生成的NO因空气氧化部分,可经过水吸收、碱吸收处理。
但是未氧化部分,如果没有氧化剂存在的情况下,水和碱液都不能再对NO吸收。
后续排放尾气高达120mg/m3,如用过氧化钠等氧化剂处理,除能消耗NO之外,后续的碱液与水还能吸收氮氧化物。
而且尾气值在15mg/m3以下。
2.过碳酸钠溶液,吸收NO后,可补充双氧水继续吸收NO。
3.成本分析,99%过碳酸钠:3500元/吨。
80%亚氯酸钠:11000元/吨。
99%过硫酸钠:4500元/吨。
使用三种氧化剂处理NO,效果基本相同。
但是:1)亚氯酸钠对304不锈钢腐蚀,原料成本最高。
处理后的废水不能回收使用。
回收硝酸钠含有大量的氯离子。
2)过硫酸钠原料成本次之,但为保证吸收效果要向其中加入液碱。
而且处理后的废水不易回收使用。
回收后的硝酸钠含有大量硫酸根。
3)过碳酸钠原料成本最低,本身为碱液可作为吸收氮氧化物,配制溶液后,溶液含双氧水可氧化吸收NO。
双氧水消耗后,可以补充双氧水继续循环使用。
过碳酸钠与亚氯酸钠无此优势。
废水可回收硝酸钠,碳酸盐不会对硝酸钠品质造成影响,加热分解即可去除。
4)排放尾气按200mg/M3风量按10000计算,NO量为2kg/h。
根据实验数据8.59gNO,需300ml5%过碳酸钠溶液,预计1小时需75L 5%过碳酸钠溶液。
Na2SO3-NaOH体系配NO2吸收NO实验研究王娇;颜斌;张俊丰;黄妍【摘要】提出了配加二氧化氮来调整含一氧化氮废气的氧化度,再以Na2 SO3-NaOH混合体系吸收脱除氮氧化物,实验表明:吸收剂质量分数对脱硝效率有一定影响,2% NaOH-3% Na2 SO3体系吸收效果优于2%NaOH-2% Na2SO3体系,吸收率达到78%左右,并且在吸收过程中既存在着碱液吸收,也发生了液相还原反应.%The experiment puts forword a technique of removing NO, byNa2SO3-NaOH solution system that combined with compounding quantitative NO2, which could control the rate of NOj/NOx. The results show that solution mass fraction has some influence on absorption rate , 2%NaOH-3%Na2SO3 solutin system has a higher absorption rate than 2%NaOH-2%Na2SO3 , which can reach 78% ;and acid-base neutralization and reduction reaction are found to coexist in the process of absorption.【期刊名称】《湘潭大学自然科学学报》【年(卷),期】2012(034)003【总页数】5页(P72-76)【关键词】氧化度;脱硝;碱液吸收;氮氧化物【作者】王娇;颜斌;张俊丰;黄妍【作者单位】湘潭大学环境科学与工程系,湖南湘潭 411105;湘潭大学环境科学与工程系,湖南湘潭 411105;湘潭大学环境科学与工程系,湖南湘潭 411105;湘潭大学环境科学与工程系,湖南湘潭 411105【正文语种】中文【中图分类】X511氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一,由其引发的环境污染与生态损害日趋严重,我国已经把氮氧化物列入“十二五”总量控制指标体系.废气脱硝方法,主要分为湿法和干法.根据我国经济技术的现状,湿法脱硝技术中的碱液吸收法以其工艺流程和设备简单的优势,在众多的吸收方法中脱颖而出[1],逐渐成为治理含NOx废气时化学工业生产过程中普遍采用的方法,但对氧化度(NO2/NOx)[2]有一定要求.在提高NOx氧化度进而被脱除的众多途径中,氧化吸收法的应用最为广泛.氧化吸收法即将NO部分氧化为NO2,使氧化度达到0.5~0.8,再吸收治理.该法有望借助湿法脱硫系统在脱硫的同时完成脱NOx(脱硝),但化学试剂氧化NO成本过高难以承受,催化氧化NO方面,同时抗SO2和H2O中毒的催化剂尚未开发成功,都不易实现工业化.虽然近十几年来国外很多湿式烟气脱硝技术取得了较大的进展,如 KMnO4-NaOH 体系、NaClO2-NaOH 体系、Fe(Ⅱ)-EDTA 吸收剂、Fe(Ⅱ)-NTA 吸收剂及CrO3/H2SO4/H2O水溶液体系等,其共同目标都是氧化NO,进而促进其在液相中的吸收,但只有少量工业装置运行,成本过高,难以大面积推广[3~6].基于氧化吸收理念,尝试向烟气或废气中添加一定量的NO2来调节含NO废气的氧化度,再结合吸收法来脱除NOx,称之为配氮(NO2)脱硝(NOx)方法.该法配加的NO2直接或间接来源于NH3,可由硝酸生产企业提供.由于工业排出的废气SO2通常与NOx并存,利用碱液吸收SO2时会有Na2SO3生成,因此,随着吸收过程的进行,吸收剂实际上变为Na2SO3+NaOH混合体系.本实验以NaOH及Na2SO3吸收液对模拟烟气中NOx的脱硝性能的研究为基础,并结合二者优势研究了Na2SO3-NaOH还原性碱液体系.添加部分NO2等同于实现了NO的部分氧化,而又很好地回避了将废气中低浓度NO氧化成NO2的难题.配氮法适应于含NO为主的NOx烟气脱硝,特别适应于我国锅炉烟气脱硝.在氧化吸收法获得实质性突破之前,该法应该是最有经济技术优势的NH3-SCR替代脱硝方法.1 实验部分1.1 实验试剂及仪器氢氧化钠(质量分数为2%~5%),亚硫酸钠(质量分数为2%~5%),实验模拟废气由NO、NO2、N2气配成,NO/N2由转子流量计计量,NO2由质量流量计计量,NO体积分数为500×10-6~600×10-6,鼓泡床空塔气速为0.02m /s.鼓泡吸收管直径为25mm,吸收液装填高度为100mm.NO进出口浓度用美国热电公司生产的42i-HL NO-NO2-NOx分析仪在线分析.1.2 实验方法及装置反应流程如图1所示,N2、NO、NO2通过流量计调节其流量,在混合瓶中混合,充分混合的气体通过装有吸收剂的鼓泡反应管,尾气经处理后排放.1.3 实验分析方法实验气体用美国热电公司生产的42i-HL NO-NO2-NOx分析仪实时在线分析,考察氧化度及检测进出口NO、NO2以及NOx含量.本文中氧化度α和NOx脱除率x的计算如下:式中:φ(NO2)及φ(NOx)分别代表 NO2和 NOx(即总氮)的体积分数;φi(NOx)与φo(NOx)分别代表NOx入口及出口体积分数.2 实验结果与讨论2.1 氧化度影响为了考察氧化度对吸收的影响,以2%NaOH溶液为吸收剂,利用配氮法,调整模拟烟气的氧化度,使之为30%~70%时进行吸收实验.图2表明,在氧化度为30%~50%范围内时,脱硝效率随着氧化度的升高而升高;在50%~70%时,脱硝率却随着氧化度的升高而降低;在氧化度为50%时达到最高.这与前边文献提到的相一致.因此,本文吸收反应都是通过配氮法使V (NO)∶V(NO2)=1∶1(即α=50%)时所进行的研究.2.2 吸收剂性质对脱硝效率影响2.2.1 碱液吸收-NaOH吸收液碱液吸收通常以NaOH与Na2CO3为主,但是NaOH效果更好些,因此选用了质量分数分别为2%、3%、4%、5%的NaOH溶液来考察其脱硝效率.图3可以看出,四种质量分数的NaOH溶液的脱硝表现都很好,均超过了90%,其中以2%NaOH吸收液吸收效果为最佳,达到95.2%.图4表明,NO以及NO2在吸收过程中浓度变化趋势非常一致,并且稳定之后发现此吸收液对NO的吸收比较彻底,可以认为氧化度的提高促进了NO的吸收,所以可能发生的反应为:2.2.2 还原性吸收液-Na2SO3吸收液通过实验,考察了质量分数2%~5%的Na2SO3溶液对NOx吸收的情况,如图5所示.由图5可见,在2%~5%的Na2SO3溶液中,3%的Na2SO3溶液吸收的效果最佳,达到43%左右.Na2SO3的碱度不高,因而酸碱中和吸收对脱硝的贡献率不高,因此对NO的吸收效率也不高.SO32-具有比较强的还原性,吸收过程中占主导地位的是Na2SO3对NO2的还原反应.图6表明(以3%为例),初期NO和NO2均被部分吸收,应该是NO和NO2反应生成N2O3,然后被水吸收;反应进行到中后期,φo(NO)几乎不会下降,只有φo(NO2)会继续下降,最后趋于稳定.可能发生的反应是:2.3 配氮法结合还原性碱液吸收脱硝机理浅析顾永祥等[7]通过对还原性碱液体系吸收NOx的过程进行研究得出:(1)对吸收速率有影响的反应都在液膜内完成,并且都是快速反应.(2)还原剂加到碱液当中可以明显的加快NO及NO2的反应速率;Na2SO3等还原剂与NO2的反应对二者都是一级反应,与NO的反应对NO来说是二级反应. (3)液相还原吸收剂比较适宜氧化度较高的含NOx废气的治理.还原性碱液体系吸收NOx的机理图如图7所示.2.3.1 Na2SO3-NaOH混合体系吸收液 Takeuchi[8]和 Weiswerker等[9]研究了 Na2SO3溶液吸收NOx的动力学,其优势为最终生成物质是N2,但是由于其浓度和氧化度都较低,不适合工业烟气的治理.我们结合碱液吸收及液相还原的优势,采用配加NO2的途径提高NOx氧化度,对还原性碱液体系Na2SO3-NaOH混合溶液吸收NOx的性能进行了考察.分别将上述实验效果较好的2%NaOH、2%Na2SO3溶液及2%NaOH、3%Na2SO3溶液等体积混合来进行NOx的脱除实验,实验效果如图8所示.从图8可见,V(2%NaOH)∶V(3%Na2SO3)=1∶1的组合吸收效果稍好于另一种,吸收效率可以达到78%.其吸收效率介于单独的2%NaOH和3%Na2SO3吸收液之间.从图9对混合体系φo(NO2)、φo(NO)的观察中发现:从反应的中期开始,φo(NO)变化逐渐变小,最后在200×10-6左右保持不变,并且十分接近φo (NOx),而φo(NO2)则逐渐减少,最后接近于0.结合图10可以看出混合体系比单纯用NaOH吸收NO2的效果好,此吸收液体系对NO2的吸收更加彻底.顾永祥等已证实:NO2(包括N2O4)的液相水合反应是快速反应,还原剂的加入能明显的增加NO2的吸收速率[10].混合体系对NO的吸收主要贡献者为NaOH吸收液,主要发生的是酸碱中和反应.综上所述,混合体系中既存在着碱液吸收反应[反应(3)],同时也发生了液相还原反应[反应(4)].3 结论实验采用了配氮法结合碱液吸收及液相还原来脱除NOx,效果较好,结论如下:(1)以2%NaOH溶液为吸收剂,通过配氮法调节氧化度为30%~70%时,50%时脱硝效果最佳.(2)氧化度一定(50%),2%~5%的NaOH溶液吸收NOx时,2%NaOH溶液效果为最佳,达到95.24%,以碱液吸收为主;2%~5%Na2SO3溶液吸收NOx时,3%Na2SO3溶液表现较好,吸收率达到43%,还原吸收反应占主导地位.(3)氧化度一定(50%),Na2SO3-NaOH 混合体系脱除 NOx效果也比较明显,其中2%NaOH-3%Na2SO3体系脱硝率略好于2%NaOH-2%Na2SO3吸收液体系,达到78%左右.(4)Na2SO3-NaOH混合体系对NO2的脱除主要是酸碱中和以及还原反应,并且加入还原剂的NaOH溶液能明显促进对NO2的吸收;对NO的吸收则只有酸碱中和.参考文献[1]乔军师,胡金榜.NOx空气氧化与碱液吸收工艺实验研究[J].环境工程,2005,23(2):37-38.[2]常明坤.NOx空气氧化与反应吸收工艺实验研究[D].天津:天津大学研究生院,2001.[3]SADA E,KUMAZAWA H.Absorption of NO in aqueous solution of KMnO4[J].Chem Eng Sci,1977,32:1 171-1 175.[4]SADA E,KUMAZAWA H,KUDO I,et al.Absorption of lean NOxin aqueous solutions of NaClO2and NaOH[J].Ind Eng Chem Process Des Dev,1979,a(18):275-278.[5]WEISWEILER W,BLUMHOFER R.Absorption of nitrogen monoxide in aqueous solutions containing sulfite and trasition-metal chelates Such as Fe(Ⅱ)-EDTA,Fe(Ⅱ)-NTA,Co(Ⅱ)-Trien and Co(Ⅱ)-Treten [J].Chem Eng Proc,1986,20:155-166.[6]BART H,BURTSCHER K.NO absorption in a CrO3/H2SO4/H2O solution:experimental and theoretical investigations in a laboratory and a pilot plant[J].Separation and Purification Technology,1997,11:37-46.[7]顾永祥,沈少华,谭天恩.还原性碱液吸收氮氧化物传质-反应过程研究[J].高校化学工程学报,1989,3(3):47-56.[8]TAKEUCHI H,ANDO M,KIZAWA N.Absorption of nitrogen oxides in aqueous sodium sulfite and bisulfite solutions[J].Ind Eng Chem Proc Des Dev,1977,16(3):303-308.[9]WEISWEILER W,BLUMHQFER R.Absorption of NOxin agueous solutions of Na2SO3/NaHSO3and simultaneous absorption of NOxandSOxin NaOH[J].Ger Chem Eng,1984,4(7):241-247.。
氢氧化钠水溶液吸收氧化氮传质—反应过程
顾永祥;谭天恩
【期刊名称】《高校化学工程学报》
【年(卷),期】1990(004)002
【摘要】对氢氧化钠吸收氧化氮作用机理的研究表明:在吸收过程中,氢氧化钠只能中和氧化氮水合反应生成的亚硝酸和硝酸。
因消除了亚硝酸的分解,碱液吸收氧化氮的速率高于水的吸收速率。
实验分别测定了氢氧化钠吸收NO_2(含N_2O_4)和NO_x的吸收速率。
拟合NO_2吸收速率得:NO_2水合反应关于NO_2为二级,速率常数为7.40×10~4m^3/mol·s;N_2O_4水合反应关于N_2O_4为一级,速率常数为825s^(-1)。
拟合NO_x吸收速率得:反应速率关于N_2O_3为一级,速率常数为850s^(-1)。
所有水合反应都是快速反应。
【总页数】11页(P157-167)
【作者】顾永祥;谭天恩
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.25
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1.FeⅡ(EDTA)2-溶液吸收NO气体的传质-反应过程 [J], 王菲;刘有智;袁志国;祁贵生;焦纬洲
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