發(fā)布時間：2020-11-13 19:17

　　 二氧化硫的大量排放造成嚴重的大氣污染,帶來巨額的經(jīng)濟損失。目前常用的脫硫技術(shù)普遍存在著投資、運行成本高的問題,嚴重地制約了脫硫措施的實施。在對膜電解和鈉堿脫硫法進行深入研究的基礎(chǔ)上,本文提出了低價態(tài)膜電解鈉堿再生循環(huán)煙氣脫硫法。利用不同電解單元,以亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉溶液為模擬吸收富液,對其膜電解再生部分進行了研究。結(jié)果表明: 在兩室單陰膜電解單元中:電流密度越大、陰極液的進口pH值越低、陽極液濃度越大、流速越快吸收液再生和硫回收效果越好。理論模型為單陰膜電解過程中硫的理論電解效率與陰極進出口液酸度關(guān)系式,實驗證明該模型完全符合實際情況,計算結(jié)果亦顯示膜電解一次性再生硫的電解效率不會超過50%,且在一定的pH值范圍內(nèi)該模型有較好的穩(wěn)定性。 在三室陰陽膜電解單元中:隨著電解溶液濃度、電流密度及陽極液硫酸濃度的增大,系統(tǒng)電流效率有逐漸降低之勢。隨著電解溶液pH值和陰、陽極液流速的不斷增大,系統(tǒng)電流效率有逐漸上升之勢。理論推導模型表明:當pH值控制在5.0～5.5范圍時,在鈉離子和總硫同時遷出的共同作用下中間室溶液的氫離子濃度幾乎不改變。當?shù)蚿H值時,膜電解過程中溶液的pH值不斷升高;當高pH值時,膜電解過程中溶液的pH值不斷降低。 在三室雙陽膜電解單元中:電解溶液濃度、pH值對系統(tǒng)電流效率的影響不明顯。隨著電流密度的增大,中間室電流效率呈逐漸降低之勢。隨著陽極液硫酸濃度的增大,系統(tǒng)電流效率呈逐漸上升之勢,但總體上升幅度不大。理論推導模型表明:中間室進口液pH值在5.0左右時,出口液pH值是最低的。在出口液pH上限接近6、下限接近3時溶液的pH變化減緩,要達到解吸所需的pH值,需要進一步加大膜面積。陰極室鈉離子遷移率增加出口液pH提高,再生程度提高,并且有突變,表明要達到高的出口液pH,就需要加大膜電解的膜面積,或加大膜電壓,以提高鈉離子遷移率,并且盡量控制在pH值發(fā)生突變的范圍附近再生。通過以上關(guān)系式可以通過計算鈉離子的遷移量來設(shè)計膜電極裝置的膜面積,并優(yōu)化膜電解裝置的操作條件和設(shè)備大小。 本研究提出了膜電解鈉堿脫硫廢液的工藝流程,實驗研究和理論推導了兩室單陰膜單元、三室陰陽膜單元和三室雙陽膜單元膜電解時電解液的組成和濃度、電流密度、陽極液硫酸濃度、陰、陽極液流速等對電解效果的影響。并與理論模型進行了驗證,為設(shè)計膜電解組合提供了理論依據(jù)。通過計算設(shè)計膜電解裝置的膜面積,并優(yōu)化膜電解裝置的操作條件和設(shè)備,為設(shè)計膜電解組合提供了參考條件。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2006
【中圖分類】：X703.1
【部分圖文】：

圖2-1 SO2對人體健康的影響及其衍生物不僅對人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生危害，還會引起腦、對生殖系統(tǒng)也有危害，二氧化硫?qū)嶋H成為人體健康的最大“對機體的毒害作用主要由其體內(nèi)衍生物（HSO3-和SO32-）O32-毒害的方式是將其轉(zhuǎn)化為硫酸鹽（SO42-）后從尿中排出硫酸鹽氧化酶，它在各器官中均有分布。體內(nèi)HSO3-和SO大量自由基和活性氧[34]，易引起氧化損傷，并可通過氧化SH-Px、SOD等抗氧化系統(tǒng)發(fā)生改變。污染對動物和人體的毒理研究已積累了較多的成果[35]，如畸變率、姊妹染色單體互換率及微核率顯著增加，引起肺腫瘤發(fā)生，通過其體內(nèi)衍生物影響糖類、脂類、蛋白質(zhì)以不僅如此，越來越多的證據(jù)表明SO2對機體的氧化損傷是它可造成心、肝、胃、腸、胸腺、腎[36]、睪丸及骨髓細胞[335]、血紅細胞[40]、氣管和支氣管等處脂質(zhì)過氧化水平升高，

圖2-2 SO2對質(zhì)膜類脂和葉綠體傷害的機理（3）植物對SO2的抗性及其在環(huán)境保護中的應用[57]①利用植物對SO2的抗性進行環(huán)境凈化 利用樹木、綠地對SO2吸收、凈是環(huán)境保護的一個重要方面[58]。此外，氣候條件的變化也影響著植物的抗性因此抗污植物的篩選應提倡現(xiàn)場栽植。②利用SO2敏感植物進行環(huán)境監(jiān)測 在理論上各種植物對大氣污染都能到監(jiān)測作用。敏感植物出現(xiàn)傷害癥狀，表明空氣被污染；抗性中等植物受害明污染較重；當抗性強的植物受害時證明污染相當嚴重。為能提前預測空氣程度，通常選用最敏感植物為指示植物，例如紫露草、紫花苜蓿、向日葵、大車前和大豆等。近年來，地衣在SO2的環(huán)境監(jiān)測中也受到了普遍重視。2.1.2 酸雨的危害2.1.2.1 酸雨的形成

圖 2-3 酸雨及其干濕性沉降的形成過程 酸雨的分布特點國酸雨正呈蔓延之勢，繼歐洲、北美之后成為世界第三大酸雨區(qū)覆蓋面積占國土面積的 30%以上；酸雨出現(xiàn)頻率大于 70%。內(nèi)外部分地區(qū)降水主要化學組成如表 2-2 所示[60]：表 2-2 國內(nèi)外部分地區(qū)降水主要化學組成 (μmol/L)
【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 朱茂森;夏春梅;胡筱敏;;動態(tài)電滲析法回收酸洗廢水中的鐵[J];安全與環(huán)境學報;2010年04期

2 劉秀麗;謝建治;;雙陽膜電解法再生鈉堿法脫硫吸收液的研究[J];膜科學與技術(shù);2009年01期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 徐暉;煙氣鈉堿脫硫吸收富液超聲波解吸方法研究[D];天津大學;2010年

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 趙中義;離子膜電解法用于小蘇打母液脫鹽實驗研究[D];北京化工大學;2011年

2 門立娜;膜分離技術(shù)在工業(yè)含鹽廢水處理中的應用研究[D];吉林大學;2012年

本文編號：2882532