FeⅡEDTA絡(luò)合吸收-(NH4)2SO3還原脫除NO的研究.pdf

1、煤炭燃燒過程產(chǎn)生大量的NOx，引發(fā)了臭氧層空洞、光化學(xué)煙霧、酸雨、霧霾等一系列環(huán)境問題，對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成了極大的危害，業(yè)已成為我國“十三五”大氣污染減排和治理的重點(diǎn)。以FeⅡEDTA為代表的鐵基絡(luò)合物以其對NO具有較好的絡(luò)合吸收性能優(yōu)勢，已引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。FeⅡEDTA絡(luò)合劑與NO分子間的配位作用，能直接將NO從氣相轉(zhuǎn)入液相，極大地提高了NO溶解度，克服了NO濕法吸收中液相傳質(zhì)受限的問題，使直接濕法吸收成為可能，具有很

2、強(qiáng)的應(yīng)用前景。同時(shí)，濕式氨法脫硫技術(shù)在燃煤煙氣SO2控制領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，氨法脫硫后產(chǎn)生的脫硫液主要成分為(NH4)2SO3，可利用(NH4)2SO3的還原特性將NO還原為N2，實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝，還可回收硫酸銨和硝酸銨的混合產(chǎn)品，研究應(yīng)用潛力較大。本文基于已有研究，結(jié)合現(xiàn)場處理工藝，考察了制備參數(shù)和工況條件對FeⅡEDTA吸收NO性能的影響，著重探究了吸收NO宏觀動(dòng)力學(xué)，并對FeⅡEDTA/(NH4)2SO3混合溶液吸收NO的性能進(jìn)行

3、了探究，主要內(nèi)容如下:
　　首先，以FeSO4和Na2EDTA為前驅(qū)體制備了FeⅡEDTA絡(luò)合劑，對制備參數(shù)[pH、液氣比、初始cFeⅡEDTA、n(FeⅡ)/n(EDTA)]和操作條件（溫度、氧含量、煙氣流量、入口NO濃度）進(jìn)行了考察，并采用FTIR和Raman等表征手段對吸收體系進(jìn)行了表征。研究表明，初始pH和cFeⅡEDTA對NO絡(luò)合吸收量影響顯著，液氣比和n(FeⅡ)/n(EDTA)次之;溫度和氧含量的升高不利于NO吸收，

4、溫度由30℃升高到60℃、氧含量從0％增至6％，NO絡(luò)合吸收量分別降低了71.69％、63.3％;而煙氣流量和入口NO濃度的增加對NO絡(luò)合吸收量無顯著影響。確立了最佳反應(yīng)條件:pH為7、液氣比為2.87 L/m3、初始cFeⅡEDTA為0.02 mol/L、n(FeⅡ)∶ n(EDTA)=1∶1、溫度為30℃、無氧、煙氣流量為900mL/min，此時(shí)NO最大絡(luò)合吸收量達(dá)到0.727mol/mol，NO最大脫除率達(dá)到96.23％。FTIR

5、表征結(jié)果顯示，前驅(qū)體中FeⅡ和EDTA有效結(jié)合形成FeⅡEDTA是顯著增強(qiáng)NO在溶液中溶解度的主要原因。
　　其次，對FeⅡEDTA吸收NO宏觀動(dòng)力學(xué)研究，確定了NO吸收的反應(yīng)級數(shù)，并結(jié)合相關(guān)動(dòng)力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到FeⅡEDTA絡(luò)合吸收NO過程的反應(yīng)速率常數(shù)k1的平均值為6.82×105 L/(mol·s)、k2的平均值為2.54×109 L/(mol·s)，增強(qiáng)因子β的數(shù)量級均為102。明確了在不同F(xiàn)eⅡEDTA濃度范圍內(nèi)，吸

6、收NO過程的控制步驟，為探究FeⅡEDTA/(NH4)2SO3吸收還原脫除NO提供數(shù)據(jù)參考依據(jù)。
　　最后，(NH4)2SO3的添加對FeⅡEDTA絡(luò)合吸收NO和FeⅡEDTA(NO)中NO的還原起到了重要的促進(jìn)作用，延長并提高了FeⅡEDTA高效絡(luò)合吸收NO的時(shí)間，NO最大脫除率達(dá)到96.68％，且在600 min內(nèi)NO脫除率維持在70％以上。同時(shí)，通過堿析和酸析對EDTA、Fe(OH)3、 Na2SO4進(jìn)行有效回收，回收率分別