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低浓度SO〈,2〉磷矿浆液相催化氧化净化研究

专 业: 环境工程
关键词: 低浓度 二氧化硫 磷矿浆 液相催化氧化脱硫
分类号: TF111.145
形 态: 共 80 页 约 52,400 个字 约 2.507 M内容
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内容摘要


本文以脱除硫酸厂排放的低浓度SO2为研究内容,在充分分析国内外相关研究工作的基础上,提出了磷矿浆液相催化氧化脱硫的新方法。

实验主要确定了磷矿浆脱硫的最佳反应条件,并进一步强化了各种影响因素对反应的作用,得到了较高的脱硫率。

采用正交实验,确定了反应中主要因素对脱硫效率影响的大小顺序为:

气体流速>吸收温度>矿浆固液比,并确定了磷矿浆吸收SO2的最佳反应条件:

①磷矿浆固液比为48%;②气体流速为0.3L/min;③吸收温度为20℃;④烟气中氧含量为21%。

在最佳反应条件下,磷矿浆100%脱除SO2的时间可达400min,磷矿粉对SO2的吸收容量为2.68×10-2gSO2/g矿粉,矿浆过滤后澄清液中的P2O5质量百分含量可达3.20%。

磷矿浆液相催化氧化脱硫过程涉及气、液、固三相间传质、液相中的化学反应和液固表面化学反应。

其中,二氧化硫液相催化氧化为稀硫酸的过程主要受到矿浆的pH值和O2液膜吸收步骤的控制;稀硫酸与磷矿发生化学反应生成稀磷酸的过程主要受反应温度控制。

实验结果表明,气体流速的升高对反应不利;吸收温度的升高对反应不利。

随反应的进行,矿浆中pH值降低,脱硫效率也随之降低,这主要是因为较低pH值时,SO2在溶液中以SO2·H2O为主要存在形式,与Fe3+无法形成中间络合物来诱发催化氧化反应,因此保持吸收液pH值为4~6,增大气液传质可提高脱硫效率。

气体中SO2浓度的增加,氧含量的降低也对脱硫不利,使矿浆吸收效率下降。

整理实验数据得出SO2氧气浓度比X与反应时间Y的经验线性方程:

Y=-3.2471X+1044.1,经工厂现场试验数据验证,在试验误差允许范围内,该经验线性回归方程能较为准确反应出SO2氧气浓度比与反应时间关系。

研究还发现,矿粉被微波辐照后,磷矿浆对SO2的吸收容量得到提高;不同的磷矿若化学成分相近,磷矿中Fe2O3含量相差不大则磷矿浆脱硫的能力也相近。

工厂现场试验结果表明,采用磷矿浆吸收净化硫酸尾气,SO2脱除率≥80%的反应时间可达到653min,矿浆过滤后澄清液中的P2O5质量百分含量可达1.20%。

磷矿浆吸收法净化硫酸尾气脱硫效率高,操作简单,不产生二次污染,有较好的应用前景..……

全文目录


文摘
英文文摘
研究项目简介
第一章 绪言
1.1研究内容及意义
1.2研究的创新点
1.3研究目标
第二章 文献综述
2.1二氧化硫气体的性质和来源
2.2二氧化硫的治理方法
2.3过渡金属离子催化脱硫机理及发展现状,研究方向
2.4相关磷矿脱硫研究的情况
2.5本章小结
第三章 实验装置及方法
3.1实验装置及流程
3.2分析方法
3.3本章小结
第四章 实验结果及分析
4.1正交实验
4.2正交实验补充实验
4.3矿浆固液比对反应时间的影响
4.4吸收温度对反应时间的影响
4.5气体流速对反应时间的影响
4.6氧含量对吸收效率和反应时间的影响
4.7反应条件优化
4.8吸收剂对SO2净化的影响
4.9 pH值对二氧化硫出口浓度的影响
4.10进口SO2气体浓度对吸收效率的影响
4.11磷矿种类对吸收效率的影响
4.12磷酸浓度分析
4.13本章小结
第五章 现场试验
5.1概述
5.2试验装置及方法
5.3试验结果及分析
5.4试验数据验证方程
5.5本章小结
第六章 微波辐照矿粉吸收低浓度SO2研究
6.1微波及磷矿概述
6.2实验结果及分析
6.3微波辐照前后矿粉分析结果
6.4现场试验结果
6.5反应过程分析
6.6本章小结
第七章 反应机理分析
7.1二氧化硫气体液相催化氧化原理
7.2稀硫酸分解磷矿浆反应机理
7.3本章小结
第八章 中试工艺流程设计
8.1矿浆回收利用的考虑
8.2反应器的选择
8.3中试工艺流程设计及说明
8.4本章小结
第九章 结论及建议
9.1结论
9.2建议
参考文献
附录

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中图分类: > TF111.145 > 工业技术 > 冶金工业 > 冶金技术 > 提炼冶金(化学冶金) > 金属冶炼

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