基于吸收劑分區(qū)的同時(shí)脫硫脫硝反應(yīng)特性研究

李少?gòu)?qiáng)

【摘要】本文主要研究?jī)?nèi)容為基于吸收劑分區(qū)的同時(shí)脫硫脫硝反應(yīng)特性，分為四個(gè)方面，結(jié)合數(shù)據(jù)和公式分別闡述了不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行脫硫脫硝反應(yīng)的實(shí)際情況，希望為焦化廠等相關(guān)企業(yè)進(jìn)行脫硫脫硝工作提供合理參考。

【關(guān)鍵詞】MgO 吸收劑分區(qū) 脫硫脫硝

引言：酸雨和化學(xué)污染是困擾我國(guó)多年的大氣污染治理工作面臨的主要問(wèn)題。而焦化企業(yè)作為主要污染源之一，近年來(lái)污染物的排放己經(jīng)逐漸得到了控制，但整體上我國(guó)大氣污染的形式依舊越來(lái)越嚴(yán)峻，因此有關(guān)部門需要對(duì)脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行深入的分析和研究，為我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)。

一、脫硫脫硝概述

我國(guó)的燃煤工業(yè)鍋爐每年會(huì)排放煙塵、二氧化硫?yàn)g偽的質(zhì)量分別是235.5、638.4、781.3 （單位：t），但當(dāng)下我國(guó)的燃煤工業(yè)脫硫系統(tǒng)不夠完善，脫硝技術(shù)更是剛剛起步，因此難以獲得理想的脫料脫硝效果，需要進(jìn)一步展開(kāi)研究。

二、基于吸收劑分區(qū)的同時(shí)脫硫脫硝反應(yīng)分析

（一）NaHCO₃最初濃度對(duì)脫硫脫硝反應(yīng)的影響

顯而易見(jiàn)，吸收劑的濃度會(huì)對(duì)脫硫脫硝工作的效果產(chǎn)生重要影響，如：某實(shí)驗(yàn)研究了NaHCO₃在鼓泡反應(yīng)劑中的自身濃度對(duì)脫硫脫硝工作的最終效果產(chǎn)生的影響，在500CO的實(shí)驗(yàn)環(huán)境當(dāng)中，模擬煙氣體積流量在1L/min左右，而NaHCO₃自身的酸堿值為5，二氧化硫、NO和NOZ的體積分?jǐn)?shù)分別為0.08、0.045和0.005（單位：百分比），而氧氣的入口體積則在6%左右。該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，在上述條件下，脫硫工作的效率基本穩(wěn)定在100%，主要原因在于二氧化硫在水中的實(shí)際亨利系數(shù)是最小的，因此容易與水相融，同時(shí)和吸收劑產(chǎn)生反應(yīng)。而NO和NOx的實(shí)際脫硫效果會(huì)隨著NaHCO₃的濃度發(fā)生改變，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，NaHCO₃的濃度在30mmol/L的情況下NO和NOx的脫出效果最好，因此后續(xù)基于吸收劑分區(qū)進(jìn)行同時(shí)脫硫脫硝反應(yīng)時(shí)，可以將NaHCO₃的濃度控制在30左右。

（二）NaHCO₃的PH值對(duì)脫硫脫硝效率的影響

NaHCO₃的酸堿性對(duì)于脫硫脫硝工作效率造成的影響可以以某實(shí)驗(yàn)為例，該實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)境為50℃，而模擬煙氣的體積是1L，流量則是1L/min，NaHCO₃的濃度設(shè)定為30mmol/L，與上述實(shí)驗(yàn)相同，二氧化硫、NO和NO₂的體積依舊是0.08/0.045和0.005（單位：百分比），氧氣的入口體積依舊是6%a在此種環(huán)境下展開(kāi)的NaHCO₃的PH值對(duì)脫硫脫硝效率影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NaHCO₃的酸堿性對(duì)于NOx的脫除效果最為顯著，且隨著NaHCO₃酸堿性的升高，NO和NOx的脫出效果會(huì)產(chǎn)生明顯的下降趨勢(shì)，反之則會(huì)升高。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的數(shù)據(jù)當(dāng)中分析，當(dāng)NaHCO₃控制酸堿性在5左右的情況下，NO的脫除效果最佳，可以達(dá)到100%。

由此可見(jiàn)，NaHCO₃溶液的酸堿性越低則對(duì)于NO₂的脫出工作越不利，為保障達(dá)到同時(shí)脫硫脫硝的效果，可以將NaHCO₃溶液的PH值控制在3.5左右，在此種酸堿值下，NOx和NO的脫除效果分別能夠達(dá)到65%和100%。產(chǎn)生此種現(xiàn)象的原因主要在于NaHCO₃溶液在較低的酸堿值下能夠通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生出氧化效果更好的CIO₂，可有效促進(jìn)NO的氧化效率提升。但需要注意的是雖然NOx的脫除效果會(huì)隨著NaHCO₃溶液的酸堿值降低提高，但實(shí)際上酸堿值過(guò)低會(huì)導(dǎo)致脫除系統(tǒng)收到的腐蝕效果更強(qiáng)，需要謹(jǐn)慎使用。總之在常規(guī)的濕法煙氣脫除系統(tǒng)中NaHCO₃溶液的PH值一般控制在5-6左右，而案例中的實(shí)驗(yàn)將NaHCO₃溶液PH值固定在5，由此可見(jiàn)NaH-CO₃溶液的酸堿性會(huì)對(duì)脫硫脫硝的實(shí)際效率產(chǎn)生關(guān)鍵影響。

（三）溫度對(duì)脫硫脫硝效率的影響

溫度作為外部因素，也會(huì)對(duì)吸收劑分區(qū)的同時(shí)脫硫脫硝反應(yīng)產(chǎn)生影響，如：某實(shí)驗(yàn)中模擬待脫硫脫硝的煙氣體積流量是1L/min，而NaHCO₃溶液的PH值為5，NaHCO₃溶液的濃度控制在30mmol/L，與上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)案例相同，二氧化硫、NO和NO₂的入口體積依舊是0.08、0.045和0.005（單位：百分比），氧氣的入口體積也依舊是6%。在此種環(huán)境下，該實(shí)驗(yàn)的研究目的是探索溫度對(duì)脫硫脫硝工作效率產(chǎn)生的影響。一般情況下，溫度對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)的效率和結(jié)果都有重要影響，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用同樣的方式和條件分別在30、40、50、60和70℃的溫度中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在30-70℃的條件下，該實(shí)驗(yàn)脫硫效果能夠基本維持在100%，而NO和NO2的脫除效率有明顯的隨溫度升高而上升的趨勢(shì)。在溫度大于50℃的條件下，煙氣中的NO己經(jīng)基本氧化，而NOx的脫除效果則呈現(xiàn)緩慢變化，在溫度大于60℃以后，NOx的脫除效果就會(huì)隨著溫度的升高逐漸降低。產(chǎn)生該實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象的原因主要在于兩個(gè)方面，一方面是眾所周知的溫度的升高會(huì)提升化學(xué)反應(yīng)的速度，因此二氧化硫等元素的脫除效果會(huì)逐漸提升。另一方面的原因在于，溫度的逐漸升高也提升了二氧化硫等元素的溶解度，因此氣體與液體之間的傳導(dǎo)阻力增加，所以能夠保障基于吸收劑分區(qū)的同時(shí)脫硫脫硝反應(yīng)效果的溫度是50℃。

（四）煙氣體積流量對(duì)脫硫脫硝效率的影響

煙氣體積流量對(duì)于脫硫脫硝工作效率產(chǎn)生的影響雖然不如上述幾種因素產(chǎn)生的影響明顯，但也需要進(jìn)行深入探究。以某實(shí)驗(yàn)為例，該實(shí)驗(yàn)在保障其它實(shí)驗(yàn)條件最佳的前提下，通過(guò)控制煙氣的體積流量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明煙氣的體積流量對(duì)于脫硫脫硝效率沒(méi)有突出的影響，在煙氣的體積流量增加時(shí)，NO和NOx的脫除工作呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，產(chǎn)生此種現(xiàn)象的主要原因在于，煙氣體積流量一旦增加就會(huì)導(dǎo)致氣體在吸收劑當(dāng)中的停留時(shí)間變短，因此來(lái)不及深入反應(yīng)，導(dǎo)致脫除效果降低。由此可見(jiàn)，煙氣的體積流量對(duì)于基于吸收劑分區(qū)的同時(shí)脫硫脫硝反應(yīng)不會(huì)起到明顯的影響，甚至?xí)捎跓煔饬魉龠^(guò)快導(dǎo)致脫硫脫硝效果降低，在實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的脫硫脫硝工作中只需保持1L/min的正常體積流量即可。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，不同情況下展開(kāi)展開(kāi)脫硫脫硝工作的最終效果存在差異，顯而易見(jiàn)的基于吸收劑分區(qū)的同時(shí)進(jìn)行脫硫脫硝的最終結(jié)果也有不同。經(jīng)過(guò)分析，脫硫脫硝同時(shí)進(jìn)行在最佳條件下的脫硫效果能夠達(dá)到100%，而NOx的消除率則可以達(dá)到60%a

參考文獻(xiàn)：

[1]井泉源.臭氧氧化結(jié)合化學(xué)吸收同時(shí)脫硫脫硝的研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（01）：42-43.

[2]劉鳳，李昊天，張彩端，等.基于吸收劑分區(qū)的同時(shí)脫硫脫硝反應(yīng)特性研究[J].動(dòng)力工程學(xué)報(bào)，2019，39（12）：994-998+1004.