脱硫吸收液膜电解再生前水质净化方法研究

论文摘要

目前烟气脱硫技术主要以湿法脱硫为主,其中钙法应用广泛,但普遍存在结垢、腐蚀、堵塞等问题。钠碱法烟气脱硫膜电解再生工艺充分利用了钠碱吸收剂对SO2的高效吸收,避免了结垢堵塞问题,同时又通过吸收与膜电解再生的循环过程,实现了吸收剂的有效利用。本文以该工艺为背景,通过理论与实验相结合的方法探讨了脱硫吸收液在进入膜电解装置前的水质净化方法。针对吸收液酸性强、杂质多、悬浮物含量高的特点,在借鉴常规给排水处理工艺的基础上,分别研究了自然沉降、离心沉降两种工艺对吸收液中悬浮物的去除效果,同时也考察了沉降时间、离心转速等参数对沉降效果的影响,结果表明:颗粒浓度为300mg/L的悬浮液在自然沉降时间为30min时,浓度可降低到112mg/L,悬浮物去除率约62.6%;离心沉降在离心时间为15min,转速为1500r/min（分离因数为272.5）时,浓度可降低到3.35mg/L,悬浮物去除率达98.9%。同时在自然沉降的基础上对沉降后的上清液进行了砂滤实验,考察了滤料粒径、滤层厚度对去除悬浮杂质的影响,在平均粒径为0.8mm,滤层高度为70cm,滤速为10m/h的条件下,出水浊度可降低到2.22NTU,约2.48mg/L。吸收液中大量离子的存在易使膜电解中存在极化、结垢等问题,实验中采用粉末活性炭对吸收液中的Al3+、Fe3+进行了吸附研究,结果表明活性炭对Al3+、Fe3+两种离子均有一定的去除效率,约30%左右,且Fe3+的吸附能力要强于Al3+;另外,本研究考察了溶液pH和温度对Ca2+和Mg2+两种离子的结垢现象。结果表明当吸收液中SO42-浓度小于0.47mol/L时,不会出现硫酸钙沉淀,溶液pH小于9则不会出现氢氧化镁沉淀。本文通过对脱硫吸收液进入膜电解装置前的水质净化研究,探讨了其中悬浮物和相关离子的去除方法及最佳操作条件,掌握了去除悬浮物及离子的反应原理及规律,为推广钠碱法烟气脱硫膜电解再生工艺提供了一定的设计依据及理论指导。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 二氧化硫污染控制技术
• 1.1.1 二氧化硫污染现状
• 1.1.2 烟气脱硫技术现状
• 1.2 烟气脱硫废水处理技术现状
• 1.2.1 烟气脱硫废水的杂质来源及水质特点
• 1.2.2 烟气脱硫废水处理方法
• 1.3 膜电解再生循环钠碱脱硫工艺
• 1.3.1 膜电解再生循环钠碱脱硫工艺流程
• 1.3.2 膜电解再生机理
• 1.3.3 膜电解工艺对脱硫吸收液的要求
• 1.4 水中悬浮物及离子的去除方法
• 1.4.1 悬浮物的去除
• 1.4.2 离子的去除
• 1.5 课题研究的目的、意义及内容
• 1.5.1 课题研究的目的及意义
• 1.5.2 课题的主要研究内容
• 第二章 实验装置与实验方法
• 2.1 沉降实验
• 2.1.1 重力沉降实验
• 2.1.2 离心沉降实验
• 2.2 石英砂过滤实验
• 2.2.1 实验装置与流程
• 2.2.2 设备参数及分析项目
• 2.2.3 实验方法与内容
• 2.3 活性炭静态吸附实验
• 2.3.1 实验仪器及设备
• 2.3.2 分析项目及测试方法
• 2.3.3 实验方法与内容
• 2.4 离子结垢实验
• 2.4.1 实验目的
• 2.4.2 实验方案
• 第三章 脱硫吸收液中悬浮物的去除
• 3.1 脱硫吸收液沉降特性
• 3.1.1 沉降基本理论
• 3.1.2 脱硫吸收液沉降可行性分析
• 3.1.3 重力沉降结果与讨论
• 3.1.4 离心沉降结果与讨论
• 3.2 脱硫吸收液砂滤特性
• 3.2.1 过滤基本理论
• 3.2.2 砂滤实验结果与讨论
• 3.3 吸收液膜电解进水悬浮物净化工艺
• 3.4 小结
• 第四章 脱硫吸收液中离子的去除
• 4.1 脱硫吸收液吸附特性
• 4.1.1 吸附基本理论
• 4.1.2 吸附实验结果与讨论
• 4.2 脱硫吸收液离子结垢特性
• 4.2.1 离子结垢基本理论
• 4.2.2 实验结果与讨论
• 4.3 小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 附录
• 致谢