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烟气中SO_3测试技术及其应用研究

作　者: 张悠
导　师: 高翔
学　校: 浙江大学
专　业: 动力工程
关键词: 选择性氧化还原 催化剂 SO3 控制冷凝修正法 SO2/SO3转化率
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


目前应用最为广泛的烟气脱硝技术是选择性催化还原脱硝(SCR)技术,但现有的商用催化剂会导致SO2转化成为SO3,潜在提高了烟气中SO。(包括H2SO4)的生成和排放,产生了新的环境问题。SO3易于烟气中的水分结合生成硫酸(H2SO4)雾气溶胶,使烟气酸露点提高、导致低温腐蚀,当烟囱出口SO3(含H2SO4)排放浓度超过35mg/m3时,会出现明显的蓝色或黄色烟羽现象,硫酸雾气溶胶还会在大气中形成细颗粒物(PM2.5),加重灰霾和酸沉降污染。S03的准确测量是治理SO3的重要前提,但由于SO。的特殊性质,其测量技术是该领域的难点,因此亟需开展高精度SO。检测技术的研究。本文针对烟气中sO。检测提出了控制冷凝修正法,对其测试精度进行了研究,并在此基础上研究了不同催化剂在不同工况下的SO2/SO3转化率,得到了SO2/SO3转化规律。研究得到主要结果如下：1、研究了控制冷凝法的测试精度,结果表明烟气中SO2、NO、O2对控制冷凝修正法测量结果影响不大；当烟气中不存在氨气时,收集条件为温度80℃,收集烟气量100L时,得到控制冷凝法的修正公式：CSO3=1.538×CsO3测+0.232,该公式计算值与实际值的偏差为±5%；烟气中氨气对该法影响较大,当SCR出口有氨逃逸且低于3ppm时,控制冷凝修正法公式为CSO3=1.647×CSO3测+0.960。2、比较了控制冷凝修正法与异丙醇法、NaOH法、螺旋管法这三种检测方法的精度,发现异丙醇法与控制冷凝修正法检测结果较为稳定,检测到SO3与烟气中S03浓度线性关系明显,异丙醇法能完全检测出烟气中的S03,其他两种方法线性关系不好；但是SO：对异丙醇法干扰大,尤其在S0：浓度较高时,误差达40%以上,因此控制冷凝修正法优于其他三种方法。3、研究了空速、温度、O2浓度、H2O、NO和NH。等参数对催化剂SO2/SO3转化率的影响,结果表明：提高空速、降低温度、增加SO：浓度、降低O2浓度等措施有利于降低SO2/SO3转化率。NO对催化剂的SO2氧化性能影响较小；当NH3/NO摩尔比小于0.5时,SO2/SO3转化率随NH3/NO摩尔比的升高而降低,,而NH,/NO摩尔比大于0.5时,随着NH3/NO摩尔比增加,SO3/SO3转化率升高。4、研究了催化剂组分对SO2/SO3转化率影响。结果表明,影响催化剂SO2/SO3转化率的主要因素为V含量,V含量越高,SO2/SO3转化率越高；而Si0：加入能有效抑制SO2/SO3转化。

全文目录


致谢  4-6
摘要  6-8
Abstract  8-10
目录  10-13
第一章 绪论  13-28
  1.1 研究背景  13-14
  1.2 三氧化硫危害及控制政策  14-15
    1.2.1 三氧化硫危害  14-15
    1.2.2 三氧化硫控制政策  15
  1.3 三氧化硫的形成  15-17
    1.3.1 燃烧过程  15-16
    1.3.2 SCR过程  16-17
  1.4 三氧化硫检测方法及控制技术  17-24
    1.4.1 SO_3检测方法  17-22
    1.4.2 SO_3控制技术  22-24
  1.5 SO_2对催化剂的影响  24-26
    1.5.1 SCR催化剂催化生成SO_3机理  24-25
    1.5.2 钒系SCR催化剂对硫转化率的影响  25-26
  1.6 本文的研究内容和研究目的  26-28
第二章 实验系统与实验方法  28-41
  2.1 实验系统及流程介绍  28-31
    2.1.1 催化剂评价及SO_3检测校正方法  28-29
    2.1.2 实验流程  29-31
  2.2 SO_3收集方法  31-34
    2.2.1 控制冷凝法  31-32
    2.2.2 异丙醇收集法  32
    2.2.3 螺旋管法  32-33
    2.2.4 NaOH吸收法  33-34
  2.3 SO_4~(2-)离子的检测方法  34-38
    2.3.1 水溶液中SO_4~(2-)离子的检测方法  34-35
    2.3.2 80%异丙醇中SO_4~(2-)离子的检测方法  35-38
  2.4 主要仪器和试剂  38-39
  2.5 催化剂表征  39-41
    2.5.1 比表面积和孔道结构分析  39
    2.5.2 催化剂X射线衍射(XRD)分析  39
    2.5.3 X射线荧光光谱(XRF)分析  39-40
    2.5.4 扫描电镜(SEM)分析  40-41
第三章 SO_3检测及校正方法研究  41-53
  3.1 实验方法  41
  3.2 采样条件对控制冷凝法的影响  41-43
    3.2.1 采样温度  42
    3.2.2 采样体积  42-43
  3.3 控制冷凝修正法误差分析  43-44
  3.4 控制冷凝修正法适用性研究  44-48
    3.4.1 SO_2对控制冷凝修正法的影响  44-45
    3.4.2 NH_3对控制冷凝修正法的影响  45-46
    3.4.3 O_2及NO对控制冷凝修正法的影响  46-47
    3.4.4 多气体组分条件对控制冷凝修正法的影响  47-48
  3.5. 控制冷凝修正法与其他方法比较  48-51
  3.6 本章小结  51-53
第四章 SO_3检测方法在SCR催化剂SO_2/SO_3转化中的应用研究  53-62
  4.1 操作参数对商用SCR催化剂SO_2/SO_3转化率的影响  53-60
    4.1.1 空速  55-56
    4.1.2 反应温度  56
    4.1.3 SO_2浓度  56-57
    4.1.4 O_2浓度  57-58
    4.1.5 H_2O浓度  58
    4.1.6 NO浓度  58-59
    4.1.7 NH_3/NO摩尔比  59-60
  4.2 商用催化剂SO_2/SO_3转化研究  60-61
  4.3 本章小结  61-62
第五章 全文总结与展望  62-64
  5.1 全文总结  62-63
  5.2 未来工作展望  63-64
参考文献  64-68
作者简历及攻读硕士学位期间主要的研究成果  68

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用
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