国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

苯胺裝置尾氣中氮氧化物的脫除方法研究

2011-06-16 11:00張曉玲
科技視界 2011年22期
關(guān)鍵詞:吸收率氮氧化物吸收塔

張曉玲 王 璐

(蘭州石油化工公司研究院 甘肅 蘭州 730060)

0 前言

眾所周知,氮氧化物氣體是造成大氣污染的主要污染源之一。據(jù)報(bào)導(dǎo),燃燒1t天然氣、煤、石油所產(chǎn)生的氮氧化物分別為6.35,8~9,12.3kg。在上世紀(jì)八十年代時(shí)全世界每年由燃燒各種燃料和化學(xué)加工排放的氮氧化物總量達(dá)50Mt之多,我國(guó)每年僅由硝酸工廠排放的氮氧化物也達(dá)到46.3kt(以NO2計(jì)),當(dāng)前氮氧化物排放更甚。

現(xiàn)已確認(rèn),NO對(duì)人體是有毒的,NO與血紅朊素的親和力比CO大百余倍,而NO2的毒性比NO更大。NO2與人體血液中血紅朊素結(jié)合比氧快得多,而且氮氧化物能與大氣中的碳?xì)浠衔?,在陽光照射下產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng),形成一種含有過氧乙酰硝酸鹽(Peroxg Acetye Nitrate)的煙霧,它是一種致癌物??諝庵械趸锖繉?duì)人體毒性影響的程度見表1.1。

表1.1 空氣中氮氧化物含量對(duì)人體危害程度

苯胺裝置排放的尾氣,主要組成為NOX、苯、硝基苯及少量的CO、CO2、含硫化合物,因其含有大量苯及有機(jī)物及氮氧化合物,對(duì)環(huán)境造成較大污染,并且造成物料損失。若能通過研究治理裝置尾氣,不僅能夠回收有效物料,更能使得尾氣排放達(dá)標(biāo),減少對(duì)大氣及周邊地區(qū)的環(huán)境污染。

2 苯胺裝置尾氣中氮氧化物的脫除方法研究

2.1 氮氧化物的脫除技術(shù)

目前除去NOX的方法有十多種,有的已工業(yè)化,有的則處于試驗(yàn)階段。常見的方法歸納起來可以分為四類,即溶液吸收法、固體吸附法、催化還原法及等離子體法,各法比較見表2.1。

綜合對(duì)比各種方法的尤略,考慮到工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,并且在其尾氣處理中需要盡可能的回收有效物料,因此決定使用溶液吸收法來脫除裝置尾氣中的氮氧化物。

表2.1 氮氧化物脫除方法的比較

2.2 實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2.2所示。

圖2.2 實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖

吸收液通過高位槽由填料塔上部經(jīng)流量控制后進(jìn)入填料塔內(nèi)噴淋,由塔下部排出進(jìn)入吸收液槽??諝庥煽諝鈮嚎s機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)入混合緩沖器,與從NOX鋼瓶出來的NOX氣體配制成一定濃度的NOX混和氣體,該氣體從塔底進(jìn)氣口進(jìn)入填料塔內(nèi),通過填料層后,尾氣由塔頂排出,收集在尾氣氣囊內(nèi)進(jìn)行分析。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.3.1 不同填料對(duì)吸收率的影響

填料是填料塔的核心,其性能的好壞直接關(guān)系到吸收塔的傳質(zhì)效果,所以首先對(duì)實(shí)驗(yàn)研究用填料進(jìn)行了選擇。在同一操作狀態(tài)下,分別測(cè)定了不同尺寸θ壓延孔環(huán)填料對(duì)脫除率的影響。實(shí)驗(yàn)的操作條件為吸收液水,塔徑50 mm,填料高度 600mm,液體噴淋密度 12m3/(m2·h),氣體流量 8.0~10m3/(m2·h),氣體氧化度大于80%,室溫常壓。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2.3。

表2.3 不同填料對(duì)吸收效果的影響

表2.3中吸收率η定義如下:

式中,ρ1為吸收塔入口氣體中 NOX的質(zhì)量濃度,mg/m3;ρ2為吸收塔出口氣體中NOX的質(zhì)量濃度,mg/m3。

由表2.3可以看出,在上述試驗(yàn)條件下,θ壓延孔環(huán)填料對(duì)NOX的吸收效果要明顯優(yōu)于瓷環(huán)填料,Ф5×5θ壓延孔環(huán)填料吸收效果最好。這主要是由于θ壓延孔環(huán)填料的表面潤(rùn)濕情況要比一般實(shí)體瓷環(huán)填料好,成膜率高,因而吸收效率也比較高。一般來說對(duì)于實(shí)驗(yàn)所用的Ф20mm和Ф50mm塔徑的吸收塔,按照經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該選擇Ф2×2θ壓延孔環(huán)填料更合理一些,但實(shí)際Ф20mm塔選擇Ф2×2填料,以保證氣液相在塔內(nèi)分布,避免壁流效應(yīng),而對(duì)Ф50mm塔則選擇Ф5×5填料,而不是小尺寸填料。這一方面是由于Ф5×5填料空隙率比Ф2×2填料大,而氮氧化物氣體在填料塔中是一個(gè)邊氧化邊吸收的過程,空隙率大有利于氧化過程的進(jìn)行,另一方面,由于Ф2×2填料的堆積密度太大,導(dǎo)致絲網(wǎng)之間的空隙容易被液體吸收液所堵塞,從而使傳質(zhì)面積大大減少,導(dǎo)致體積吸收系數(shù)降低,吸收效果降低。

圖2.4 水吸收填料高度對(duì)吸收率的影響

2.3.2 填料高度對(duì)吸收率的影響

實(shí)驗(yàn)考察了用水和2.5%的NaOH溶液為吸收液,填料塔不同填料高度對(duì)吸收效果的影響,在本實(shí)驗(yàn)中,塔徑Ф20mm,Ф2*2θ 壓延孔環(huán)填料,液體噴淋密度 12m3/(m2·h),氣體流量 8~10m3/(m2·h),氣體氧化度大于 80%,室溫常壓。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別見圖2.4和圖2.5。

圖2.5 堿液吸收填料高度對(duì)吸收率的影響

由圖2.4和圖2.5可以看出,水為吸收液時(shí),吸收率隨著填料高度的增加而提高,達(dá)到1000mm時(shí)趨于平緩;NaOH溶液溶液為吸收液時(shí),吸收率也隨著填料高度的增加而提高,達(dá)到1200mm時(shí)趨于平緩。無論水還是堿液吸收NOX,吸收率均隨填料高度的增加而提高,當(dāng)填料達(dá)到一定高度,其吸收效果變化趨于緩和,這與文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)論相一致。原因是由于填料高度增加,理論塔板數(shù)增加,氣液接觸時(shí)間延長(zhǎng),有利于吸收操作。但是,NOX吸收是邊氧化邊吸收的過程,當(dāng)吸收到一定程度時(shí),NO2濃度降低,NO濃度提高,而NO氧化過程較慢,且不宜被吸收,造成增加填料高度吸收率增幅變小。因此,設(shè)計(jì)工業(yè)吸收塔時(shí),應(yīng)考慮適宜的塔板數(shù)或填料高度。

2.3.3 不同吸收液對(duì)吸收率的影響

本實(shí)驗(yàn)主要對(duì)清水、NaOH溶液、Na2CO3溶液和稀HNO3溶液吸收含NOX工藝尾氣進(jìn)行了研究,在本實(shí)驗(yàn)中,塔徑Ф20mm,Ф2*2θ壓延孔環(huán)填料,填料高度為1200mm,液體噴淋密度 12m3/(m2·h),氣體流量 8~10m3/(m2·h),氣體氧化度大于80%,室溫常壓。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2.6、2.7和圖2.8、2.9。

表2.6 清水吸收時(shí)的吸收率

表2.7 稀HNO3吸收時(shí)的吸收率

圖2.8 不同濃度NaOH吸收液對(duì)吸收率的影響

圖2.9 不同濃度Na2CO3吸收液對(duì)吸收率的影響

由表2.6和圖2.8、2.9可以看出,清水吸收NO2為主的氣體時(shí)吸收率達(dá)到83.37%;對(duì)于NaOH溶液,開始時(shí)吸收率隨NaOH濃度增加而升高,2%~3.5%的NaOH溶液對(duì)氮氧化物的吸收率達(dá)到90%左右,之后隨著NaOH溶液濃度的增加吸收率反而下降,這說明,當(dāng)OH-濃度達(dá)到一定值后,對(duì)氮氧化物吸收率的影響已經(jīng)不大,如果OH-濃度繼續(xù)增加,由于液相粘度的增加和溶液結(jié)晶等原因,反而使吸收率下降;對(duì)于Na2CO3溶液,濃度為7%~8%時(shí)吸收率達(dá)到89%左右,若濃度繼續(xù)增加,Na2CO3已經(jīng)很難溶解,而且易結(jié)晶,造成吸收塔的堵塞。并且在同等濃度下NaOH溶液對(duì)NOX的脫除效果比Na2CO3溶液好;由表2.7可見,稀HNO3吸收效果很好,特別是濃度達(dá)10%時(shí),尾氣幾乎檢測(cè)不出NOX。

2.3.4 壓力對(duì)吸收率的影響

壓力對(duì)NOX的吸收影響很大,稍提高壓力可大大提高吸收效果,因?qū)嶒?yàn)條件限制,僅進(jìn)行了靜態(tài)鼓泡吸收對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)條件為30cm高清水鼓泡吸收塔,室溫,氣體以微氣泡方式由底向上邊運(yùn)動(dòng)邊吸收,數(shù)據(jù)見表2.10。

表2.10 壓力對(duì)吸收率的影響

由表2.10可見,在常壓情況下清水的吸收率為82.19%,在0.3MPa的壓力下吸收率為93.31%,其吸收效果大幅提升,對(duì)于液體吸收法脫除NOX提高壓力是強(qiáng)化吸收效果的重要手段。

3 結(jié)果與討論

3.1 不同填料對(duì)NOX的吸收效果不同,同樣吸收條件下,填料表面積大、空隙率大,則有利于吸收操作。

3.2 NOX吸收效果隨填料高度增加而增加,但填料達(dá)一定高度后,這種增加趨勢(shì)變緩,因此工業(yè)裝置應(yīng)考慮適宜塔板數(shù)或填料高度。

3.3 清水、NaOH 溶液、Na2CO3溶液及 HNO3溶液對(duì)NOX都有較好的吸收效果,但相對(duì)而言,HNO3溶液最好,其次是NaOH溶液、Na2CO3溶液,清水稍差。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),隨著HNO3濃度的提高,吸收率增加;在脫除率相同的情況下,2.5%的NaOH溶液和5~10%的Na2CO3溶液為相對(duì)最佳濃度,清水也有不錯(cuò)的吸收效果。

3.4 對(duì)于清水吸收,噴淋密度為16~20m3/(m2·h)時(shí)吸收效果好,而對(duì)于堿液,噴淋密度為12~16m3/(m2·h)時(shí)吸收效果好,以后增加噴淋密度,效果變化不明顯,甚至吸收率略有下降。

3.5 壓力對(duì)吸收操作有重要影響,提高操作壓力,可顯著提高吸收效果。

猜你喜歡
吸收率氮氧化物吸收塔
LF冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼鈣處理吸收率影響因素研究
低溫甲醇洗H2S吸收塔和CO2吸收塔流程模擬
電廠脫硫吸收塔漿液循環(huán)泵振動(dòng)問題的治理
催化裂化裝置脫硫脫硝單元急冷吸收塔水珠分離器兩種組裝工藝的介紹
同位素技術(shù)測(cè)定鈣吸收率的維生素D補(bǔ)充臨床試驗(yàn)薈萃分析
冷凍組織射頻比吸收率規(guī)律的研究
體重決定豬回腸內(nèi)的蛋白吸收率
通過高壓直接噴射實(shí)現(xiàn)高效率和低氮氧化物排放的氫燃燒方式
氮氧化物吸附催化器與選擇性催化還原裝置組合排放控制系統(tǒng)用的先進(jìn)催化劑
淺談煙氣脫硫改造中吸收塔改造施工方法