針對選擇性催化還原技術(shù)（SCR）存在裝置大、運(yùn)行費(fèi)用高、催化劑中毒失活等問題,將平均孔徑為100 nm的Al₂O₃陶瓷膜進(jìn)行疏水改性并組裝成膜接觸器,以NaClO₂水溶液為吸收液,開展陶瓷膜接觸器在煙氣脫硝領(lǐng)域的應(yīng)用研究�？疾炝颂沾赡そ佑|器在化學(xué)吸收脫硝中的穩(wěn)定性,以及氣體流量、吸收液濃度、吸收液流量、吸收液pH等因素對NO脫除率和傳質(zhì)通量的影響,基于阻力串聯(lián)模型,建立總傳質(zhì)系數(shù)方程。研究表明,陶瓷膜接觸器在連續(xù)600 min運(yùn)行過程中,NO的脫除效率及傳質(zhì)通量分別穩(wěn)定在99%和0.038 mol·m^-2·h^-1左右。進(jìn)氣流量的增加會促進(jìn)NO的吸收,吸收液pH=3時具有最高的氧化吸收性能,同時提高吸收液的濃度會增強(qiáng)NO的脫除效果。NO的傳質(zhì)過程同時受氣、液、膜三相阻力控制,傳質(zhì)阻力分析結(jié)果表明,可以通過增加氣體流速減小氣相阻力,增加吸收液濃度同時降低pH減小液相阻力。本研究在煙氣脫硝領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。 

【文章來源】：化工學(xué)報. 2020,71(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

膜吸收NO傳質(zhì)過程的機(jī)理

配制不同濃度的NO/N2來模擬煙氣，打開混合氣NO/N2閥門，混合后的氣體經(jīng)過質(zhì)量流量控制器(MFC)調(diào)節(jié)后直接進(jìn)入膜接觸器殼程。儲液槽中的吸收液通過蠕動泵進(jìn)入陶瓷膜管程，吸收液和氣體在管程和殼程內(nèi)以平行逆流的形式流動，在煙氣進(jìn)出口用煙氣分析儀進(jìn)行濃度測定，可計(jì)算出NO的脫除率。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。實(shí)驗(yàn)中使用疏水性陶瓷膜，蠕動泵安裝在膜接觸器前端，液體通過蠕動泵提升至膜接觸器內(nèi)，改性后的陶瓷膜具有疏水性，保證膜孔不會被潤濕，形成氣體充滿膜孔的穩(wěn)定狀態(tài)。NO由氣相主體通過膜管上的孔道擴(kuò)散到氣液接觸面與NaClO2進(jìn)行氧化反應(yīng)。膜吸收NO傳質(zhì)過程的機(jī)理如圖2所示。

采用0.01 mol·L-1的NaClO2水溶液為吸收液，控制NO的進(jìn)氣濃度為500 ml·m-3，吸收液流量為30 ml·min-1，吸收液pH為3，進(jìn)氣溫度為293 K，考察不同的進(jìn)氣流量對NO脫除率和傳質(zhì)通量的影響，結(jié)果如圖6所示。圖中可看出，進(jìn)氣流量從50 ml·min-1增加到550 ml·min-1,NO的脫除率從100%下降至42.64%，這是由于隨著氣體流量的增加，需吸收的物質(zhì)量也同比增加，而氣體在膜接觸器內(nèi)停留時間變短，因此脫除率逐漸下降。隨著氣體流量的增加，NO的傳質(zhì)通量增加，說明增加氣體流量使膜層氣相邊界層逐漸變薄，氣相傳質(zhì)阻力逐漸減小，單位時間內(nèi)透過膜孔被吸收的NO量逐漸增加，從而提高了NO的傳質(zhì)速率；當(dāng)進(jìn)氣流量達(dá)到400 ml·min-1時，氣相邊界層可忽略，傳質(zhì)通量接近最大值0.029 mol·m-2·h-1。圖4 改性前后陶瓷膜水滴動態(tài)接觸角隨時間變化關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]快速變壓吸附制氧動態(tài)傳質(zhì)系數(shù)模擬分析[J]. 丁兆陽,韓治洋,石文榮,沈圓輝,田彩霞,韓旸湲,張東輝.  化工學(xué)報. 2018(02)
[2]疏水性單管陶瓷膜接觸器在SO2吸收中的應(yīng)用[J]. 韓士賢,高興銀,符開云,邱鳴慧,范益群.  化工學(xué)報. 2017(06)
[3]UV輻照強(qiáng)化NaClO2溶液脫硝實(shí)驗(yàn)研究[J]. 鄭德康,韓志濤,楊少龍,宋永惠,夏鵬飛,于景奇,嚴(yán)志軍,潘新祥.  化學(xué)工程. 2017(02)
[4]膜吸收法煙氣同時脫硫脫硝試驗(yàn)研究[J]. 關(guān)毅鵬,陳穎,張召才,劉國昌,郭春剛,李浩,李曉明.  膜科學(xué)與技術(shù). 2014(01)
[5]陶瓷膜表面性質(zhì)研究進(jìn)展[J]. 范益群,邢衛(wèi)紅.  膜科學(xué)與技術(shù). 2013(05)
[6]NaClO2/NaClO復(fù)合吸收液同時脫硫脫硝[J]. 趙靜,嚴(yán)金英,邱婧偉,于國峰,潘理黎.  環(huán)境工程學(xué)報. 2012(10)
[7]疏水性Al2O3膜表面的化學(xué)穩(wěn)定性[J]. 柯威,高能文,李梅,范益群.  南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(06)
[8]亞氯酸鈉溶液同時脫硫脫硝的熱力學(xué)研究[J]. 趙毅,劉鳳,趙音,郭天祥.  化學(xué)學(xué)報. 2008(15)

碩士論文
[1]新型船舶柴油機(jī)廢氣脫硝方法研究[D]. 鄭晏光.大連海事大學(xué) 2012



本文編號：3290639