论文题目: 烟气脱硫添加剂对正盐生成促进的实验研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 热能工程
作者: 汪黎东
导师: 赵毅,王小明
关键词: 烟气脱硫,亚硫酸盐,氧化,动力学,添加剂
文献来源: 华北电力大学（河北）
发表年度: 2005
论文摘要: 本文对湿法烟气脱硫工艺的原理及其中的关键问题-亚硫酸盐的氧化进行了综述,在参考大量文献的基础上,探讨添加剂对亚硫酸盐氧化反应动力学的影响.利用自行设计的实验室规模的间歇式反应装置和鼓泡反应装置,分别研究了在非催化及添加剂存在条件下,亚硫酸盐氧化的本征反应动力学及宏观反应动力学.本研究工作对深入了解亚硫酸盐氧化反应机理,寻求低费用、低能耗的促进硫酸正盐生成技术等具有重要的意义. 系统研究了不同水质(高纯水和蒸馏水)和光照条件(避光反应器和见光反应器)下,亚硫酸钠非催化氧化的本征反应动力学.结果表明,水质和光照条件对该氧化反应均有较大影响,且水质的影响尤为显著。亚硫酸钠非催化氧化过程分为两个阶段,即富氧区的快速反应和贫氧区的慢速反应。建立了多相条件下亚硫酸钙氧化总反应过程的数学模型,分别由亚硫酸钙从固相到液相的溶解、氧从气相到液相的扩散、液相中的化学反应等三个子模型组成.结合本征反应动力学的实验结果,对宏观反应动力学速率控制步骤进行了推断。以硫酸锰作为金属催化剂的代表,分别研究了在其催化作用下,亚硫酸盐氧化的本征反应动力学及宏观反应动力学。结果表明,硫酸锰是一种高效催化剂。在硫酸锰存在时,本征反应存在诱导期,且随着硫酸锰浓度增大,诱导期逐渐缩短。该物质通过加速本征反应而使亚硫酸钙的总氧化进程加快。在有机酸催化方面,首次以过氧乙酸作为催化剂,分别研究了在其催化作用下,亚硫酸盐氧化的本征反应动力学及宏观反应动力学。结果表明,过氧乙酸是一种高效的催化剂,通过加速本征反应而使亚硫酸钙的总氧化进程加快。以乙醇、苯酚、对苯二酚为抑制剂,分别研究了在其抑制作用下,亚硫酸盐氧化的本征反应动力学及宏观反应动力学,证实了抑制剂通过抑制本征化学反应而使亚硫酸钙的总氧化进程大大减缓。研究了吸收剂-碳酸钙的溶解规律,结合数学模型,得到了用于计算碳酸钙溶解量的经验公式。本论文的研究工作为开发高效的促进亚硫酸盐氧化的技术,进而降低现有湿法脱硫工艺的成本及能耗具有理论及现实的意义.
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 二氧化硫的危害及排放控制形势
1.2 湿式石灰石/石膏法烟气脱硫工艺概述
1.2.1 湿式石灰石/石膏法脱硫工艺原理
1.2.2 华能珞璜电厂湿式石灰石/石膏法烟气脱硫工艺
1.2.3 优化双循环湿式石灰石FGD工艺(DLWS)
1.2.4 湿式石灰石/石膏法烟气脱硫系统运行中存在的主要问题
1.2.5 结垢问题的解决
1.3 论文研究背景
1.4 论文的研究内容和目标
1.5 本章小结
第二章 亚硫酸盐氧化反应动力学研究综述
2.1 亚硫酸盐氧化反应动力学的研究内容
2.2 国内外研究现状
2.2.1 本征反应动力学研究进展
2.2.2 宏观反应动力学研究进展
2.3 亟待解决的问题
第三章 实验方法及装置
3.1 本征反应动力学实验
3.1.1 实验方法及装置
3.1.2 测定方法
3.1.3 实验试剂
3.2 宏观反应动力学实验
3.2.1 实验方法及装置
3.2.2 测定方法
3.2.3 实验试剂
第四章 非催化条件下的亚硫酸盐氧化反应动力学
4.1 非催化氧化反应动力学概述
4.2 非催化条件下亚硫酸盐的本征反应动力学
4.2.1 避光条件下高纯水的实验结果
4.2.1.1 亚硫酸盐分级数的测定
4.2.1.2 溶解氧分级数的测定
4.2.1.3 表观活化能的测定
4.2.2 见光条件下高纯水的实验结果
4.2.2.1 亚硫酸盐分级数的测定
4.2.2.2 溶解氧分级数的测定
4.2.2.3 表观活化能
4.2.3 见光条件下蒸馏水的实验结果
4.2.3.1 亚硫酸盐分级数的测定
4.2.3.2 溶解氧分级数的测定
4.2.3.3 表观活化能的测定
4.2.4 实验结果分析
4.2.5 本征反应动力学机理
4.2.6 均相条件下的实验结论
4.3 非催化条件下亚硫酸钙氧化的宏观反应动力学
4.3.1 影响宏观反应动力学的因素
4.3.1.1 pH对氧化速率的影响
4.3.1.2 亚硫酸钙浓度对氧化速率的影响
4.3.1.3 空气流量对氧化速率的影响
4.3.1.4 温度对氧化速率的影响
4.3.2 溶液中可溶解的亚硫酸盐的量
4.3.2.1 pH的影响
4.3.2.2 HCl的加入量
4.3.2.3 CaSO_4 的影响
4.3.3 宏观反应动力学机理
4.3.3.1 本征化学反应速率
4.3.3.2 亚硫酸钙的溶解速率
4.3.3.3 氧的扩散速率
4.3.3.4 总反应速率
4.3.3.5 多相条件下的实验结论
第五章 过氧乙酸催化条件下的亚硫酸盐氧化反应动力学
5.1 过氧乙酸催化氧化亚硫酸盐反应动力学概述
5.2 过氧乙酸催化条件下亚硫酸盐氧化的本征反应动力学
5.2.1 避光条件下高纯水实验结果
5.2.1.1 过氧乙酸分级数的测定
5.2.1.2 亚硫酸盐分级数的测定
5.2.1.3 溶解氧分级数的确定
5.2.1.4 表观活化能的测定
5.2.2 见光条件下蒸馏水实验结果
5.2.2.1 过氧乙酸分级数
5.2.2.2 亚硫酸盐分级数的测定
5.2.2.3 溶解氧分级数的确定
5.2.2.4 表观活化能的测定
5.2.3 本征反应动力学机理
5.2.3.1 实验结果分析
5.2.3.2 本征反应动力学机理分析
5.3 过氧乙酸催化条件下亚硫酸盐氧化的宏观反应动力学
5.3.1 影响宏观反应动力学的因素
5.3.1.1 pH对氧化速率的影响
5.3.1.2 亚硫酸钙浓度对氧化速率的影响
5.3.1.3 空气流量对氧化速率的影响
5.3.1.4 催化剂浓度对氧化速率的影响
5.3.1.5 温度对氧化速率的影响
5.3.2 亚硫酸钙催化氧化的宏观反应动力学机理
5.3.2.1 本征化学反应速率
5.3.2.2 亚硫酸钙的溶解速率
5.3.2.3 氧的扩散速率
5.3.2.4 总反应速率
5.3.2.5 多相条件下的实验结论
第六章 硫酸锰催化条件下亚硫酸盐氧化反应动力学
6.1 硫酸锰催化氧化亚硫酸盐反应动力学概述
6.2 硫酸锰催化条件下亚硫酸盐氧化的本征反应动力学
6.2.1 避光条件下高纯水实验结果
6.2.1.1 锰离子分级数的测定
6.2.1.2 亚硫酸盐分级数的测定
6.2.1.3 溶解氧分级数的确定
6.2.1.4 表观活化能的测定
6.2.1.5 实验结果小结
6.2.2 见光条件下高纯水实验结果
6.2.2.1 锰离子分级数的测定
6.2.2.2 亚硫酸盐分级数的测定
6.2.2.3 溶解氧分级数的确定
6.2.2.4 实验结果小结
6.2.3 见光条件下蒸馏水实验结果
6.2.3.1 锰离子分级数的测定
6.2.3.2 亚硫酸盐分级数的测定
6.2.3.3 溶解氧分级数的确定
6.2.3.4 表观活化能的测定
6.2.3.5 实验结果分析
6.3 硫酸锰催化条件下亚硫酸盐氧化的宏观反应动力学
6.3.1 影响宏观反应动力学的因素
6.3.1.1 pH对氧化速率的影响
6.3.1.2 亚硫酸钙浓度对氧化速率的影响
6.3.1.3 空气流量对氧化速率的影响
6.3.1.4 催化剂浓度对氧化速率的影响
6.3.1.5 温度对氧化速率的影响
6.3.2 亚硫酸钙催化氧化的宏观反应动力学机理
6.3.2.1 本征化学反应速率
6.3.2.2 亚硫酸钙的溶解速率
6.3.2.3 氧的扩散速率
6.3.2.4 总反应速率
6.4 本章小结
第七章 抑制剂存在条件下亚硫酸盐氧化反应动力学
7.1 几种抑制剂的作用
7.2 抑制剂存在条件下亚硫酸盐氧化的本征反应动力学
7.2.1 乙醇存在条件下的本征反应动力学
7.2.1.1 乙醇分级数的测定
7.2.1.2 亚硫酸钠分级数的测定
7.2.1.3 溶解氧分级数的确定
7.2.1.4 温度的影响
7.2.2 对苯二酚存在条件下的本征反应动力学
7.2.2.1 对苯二酚分级数的测定
7.2.2.2 亚硫酸钠分级数的测定
7.2.2.3 溶解氧分级数的确定
7.2.2.4 温度的影响
7.2.3 苯酚存在条件下的本征反应动力学
7.2.3.1 苯酚分级数的测定
7.2.3.2 亚硫酸钠分级数的测定
7.2.3.3 溶解氧分级数的确定
7.2.3.4 温度的影响
7.3 抑制剂存在条件下亚硫酸盐氧化的宏观反应动力学
7.3.1 几种抑制剂的作用
7.3.2 抑制剂存在条件下亚硫酸钙氧化的影响因素
7.3.2.1 pH的影响
7.3.2.2 亚硫酸钙浓度的影响
7.3.2.3 空气流量的影响
7.3.2.4 抑制剂浓度的影响
7.3.2.5 温度的影响
7.3.3 数据分析与讨论
7.3.4 抑制剂对亚硫酸钙氧化的作用机理
第八章 碳酸钙溶解规律的实验研究
8.1 引言
8.2 实验方法
8.3 实验结果与讨论
8.3.1 pH对溶解速率的影响
8.3.2 温度T和时间t对碳酸钙溶解量的影响
8.3.3 搅拌速度对溶解速率的影响
8.4 机理
8.5 本章小结
第九章 结论与建议
9.1 结论
9.2 建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
发布时间: 2006-01-12
参考文献
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