环境空气中甲醛_烟气_二氧化硫去除研究_赵良文

实验采用亚 硫 酸 钠 作 为 二 氧 化 硫 源，不 断 在 样 品
15% 以后，吸收效率增加不大，因此，从成本考虑，硫酸 瓶中产生二氧化硫，用水和 5% 、10% 、15% 、20% 的氢
浓度选择为 15% 。
氧化钠水溶液吸收，结果如表 3。
表 3 二氧化硫吸收效率一览表 单位： %
吸收剂 吸收时间 / min
延长，吸收效率先上升后下降，说明水对于甲醛有一定 题，不产生二次污染。
的吸收效果，在超过 60min 以后，吸收率下降，水对于
综合考虑去 除 时 间 和 去 除 剂 的 用 量，合 理 的 实 验
甲醛吸收饱和。活性炭用量增加时，吸收效率明显增 条件是去除时间为 60min，用量为 30g。
加，在 60min 时最高可达到 95% 以上，使用活性炭作为
来说，活性炭只是将甲醛吸附，吸附饱和后的活性炭需 20% 的稀硫酸作为吸收剂，吸收结果如表 2。一根香烟
要再生，处理费用比较大，而且吸附饱和的活性炭属于 基本上 5min 燃尽，因此吸收实验为 5min。
危险废物，需要妥善处置，而过氧化尿素则是将甲醛分
表 2 香烟中尼古丁吸收效率一览表 单位： %
稀硫酸
尿素的合成方法 甲醛的测定 采 用 乙 酰 丙 酮 分 光 光 度 法［1］，尼 古 丁
水、活性炭、过氧化尿素为甲醛去除剂，分别测定经去 的测定采用高锰酸钾风光光度法［4］，二氧化硫的测定
2015 年 4 月
环境空气中甲醛、烟气、二氧化硫去除研究
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采用间接分光光度法［5］。 2 实验结果与讨论 2． 1 甲醛吸收结果
［3］皇甫慧君，梁燕萍Байду номын сангаас王燕，等． 过氧化尿素降解甲醛 的研究［J］． 应用化工，2007，36（2） ：124 － 126．
［4］刘艳，罗明标，吴志猛． 光度法测定香烟中的尼古丁 ［J］． 江西化工，2005，3：82 － 85．
［5］李小娟，龙亿涛，夏芸． 间接分光光度法测定空气中 二氧化硫［J］． 江西化工，1993，22（4） ：208 － 211．
图 1 甲醛、尼古丁、二氧化硫去除装置示意图
1． 2 实验步骤
除后甲醛的浓度，从而判断各种吸收剂的吸收效果，选
在密封的样品瓶中放入 1mL 甲醛（ 或燃烧的香烟、 出最佳吸收剂。另外，燃烧的香烟按 5min 完全燃烧来
二氧化硫贮备液） ，样品瓶的容积为 10L，抽气机抽气速 计算，以水和不同浓度的稀硫酸作为吸收剂；二氧化硫
30
40
50
60
70
80
40． 58 66． 67 71． 01 84． 06 68． 12 74． 56 75． 09
43． 47 72． 46 78． 26 86． 92 75． 36 79． 35 80． 14
49． 25 76． 81 82． 61 91． 30 81． 18 83． 24 84． 29
PM2． 5 粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中 氢、稳定剂（ 硅酸钠：硫酸镁 = 1：0． 9） 、树脂包膜剂、高
的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环 锰酸钾、氢氧化钠、甲醇、醋酸锌、亚硫酸钠、乙酸、乙酸
境质量的影响更大。
铵、邻二氮菲、三 氯 化 铁，所 有 药 品 均 为 分 析 纯。 香 烟
氢氧化钠水溶液
水
5%
10%
15%
20%
5
61． 90
72． 39
83． 47
90． 04
95． 67
10
44． 27
61． 28
69． 76
80． 16
87． 35
15
26． 45
55． 81
65． 73
72． 54
80． 29
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江西化工
2015 年第 2 期
用水吸收二氧化硫时，随着吸收时间延长，吸收效 率不断降低，说明水对于二氧化硫的吸收很快饱和，而 且对于二氧化硫的溶解度也不大。用氢氧化钠水溶液 作为吸收剂时，随着氢氧化钠水溶液的浓度增加，吸收 效率明显增加，浓度达到 20% 时，吸收效率最高可达 95% 以上。但是氢氧化钠水溶液浓度越高，氢氧化钠 消耗量也就越大，从成本考虑，合理的实验条件是吸收 时间为 10min，水溶液浓度为 15% 。
3 结论 甲醛、香烟燃烧烟气、二氧化硫都是典型的 PM2． 5，对人体的危害很大，实验用水作为参照，分别用不同 的物质来吸 收 或 去 除 甲 醛、香 烟 燃 烧 烟 气、二 氧 化 硫， 结果如下： （1） 用活性炭和过氧化尿素去除甲醛时，合理的实 验条件是去除时间为 60min，用量为 30g。 （2） 用稀硫酸吸收烟气中尼古丁时，硫酸浓度选择
吸收剂
水
吸收时间 / min
5%
10%
15%
20%
25%
30%
5
50． 49 59． 22 66． 99 70． 87 72． 82 73． 84 74． 55
与水相 比，稀 硫 酸 的 吸 收 效 果 更 好。 随 着 硫 酸 浓
2． 3 二氧化硫吸收结果
度增加，尼古丁吸收效率也在增加，但是硫酸浓度超过
燃烧烟气、二氧化硫。结果表明：用活性炭和过氧化尿素去除甲醛时，合理的实验条件是
去除时间为 60min，用量为 30g；用稀硫酸吸收烟气中尼古丁时，硫酸浓度选择为 15% ；用
氢氧化钠水溶液吸收二氧化硫时，合理的实验条件是吸收时间为 10min，水溶液浓度为
15% 。
关键词： 甲醛 香烟燃烧烟气 二氧化硫
Nanchang Hang Kong University，Jiangxi Nanchang 330063）
Abstract：In this paper，formaldehyde，combustion gas of cigarette，sulfur dioxide were used as typical PM2． 5，which were removed by absorption or degradation． In the experiment，water was regarded as reference，used different material to absorb or removal of formaldehyde，combustion gas of cigarette，sulfur dioxide． The results showed that reasonable experimental conditions were removing time of 60min，dosage of 30g when activated carbon and urea peroxide removed formaldehyde． When dilute sulfuric acid absorb nicotine in combustion gas，the concentration of sulfuric acid was 15% ． Sulfur dioxide was absorbed with sodium hydroxide solution，the reasonable experimental condition were absorption time of 10min， concentration of 15% ． Key Words：Cigarette combustion flue gas sulfur dioxide formaldehyde
活性炭和过氧化尿素分别选择 10g、10g、30g 作为 吸收剂，吸收结果如表 1。
表 1 甲醛吸收效率一览表 单位： %
吸收剂
吸收时间 / min 20
水
10g
活性炭
20g
30g
10g
过氧化尿素 20g
30g
36． 23 60． 87 65． 22 79． 71 65． 22 70． 29 72． 40
1 实验部分
径还不到人的头发丝粗细的 1 /20。虽然 PM2． 5 只是
1． 1 试剂与仪器
地球大气成分 中 含 量 很 少 的 组 分，但 它 对 空 气 质 量 和
本实验采用药品和原料有甲醛、尼古丁、硫代硫酸
能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比， 钠、硫酸、碘、乙 酰 丙 酮、重 铬 酸 钾、尿 素、30% 过 氧 化
率为 60L / min。对于甲醛来说，甲醛挥发点为 19℃ ，温 贮备液以水和不同浓度的氢氧化钠作为吸收剂。
度每上升一度，浓度上升 0． 4 倍，实验时温度基本保持
1． 3 甲醛、尼古丁、二氧化硫的测定方法，过氧化
为 20℃ ，因此，甲醛挥发性较强。甲醛易溶于水，为了 研究活性炭和 过 氧 化 尿 素 的 吸 收 效 果 或 降 解 效 果 ，以
2． 2 香烟中尼古丁吸收结果
吸附剂时，也是在 60min 以后吸附效率 下 降，吸 附 饱
尼古丁俗名烟碱，是一种存在于茄科植物（ 茄属）
和。过氧化尿素在 70min 以后降解效率有所下降，降 中的生物碱，也是烟草的重要成分，溶于水和乙醇，因
解率与活性炭相比没有太大的差别，但是从去除原理 为属于碱 类 物 质，所 以 实 验 分 别 用 5% 、10% 、15% 、
55． 07 76． 81 85． 53 95． 65 86． 96 87． 50 87． 79
50． 61 71． 02 78． 26 89． 86 88． 43 89． 17 89． 31
47． 19 63． 77 69． 57 82． 61 85． 43 86． 82 87． 04
甲醛在样品瓶中不断挥发，用水吸收时，随着时间 解为无害的二氧化碳和水，更有利于解决环境污染问
为 15% 。 （3） 用氢氧化钠水溶液吸收二氧化硫时，合理的实
验条件是吸收时间为 10min，水溶液浓度为 15% 。 参考文献
［1］周考文，岑大卫，李小军． 空气中甲醛的乙酰丙酮分 光光度 快 速 测 定 方 法［J］． 分 析 实 验 室，2004，23 （12） ．
［2］卢金凤，沈鸽，陆东武． 过氧化尿素的合成［J］． 四川 化工与腐蚀控制，2001，4（4） ：15 － 17．
DOI:10.14127/j.cnki.jiangxihuagong.2015.02.010
随着人们对空气质量的要求越来越高，PM2． 5 成 出过氧化尿素，过氧化尿素降解甲醛的机理见参考文
为人们普遍关注的对象。PM2． 5 指大气中直径小于或 献 3。
等于 2． 5 微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，它的直
Study on formaldehyde，flue gas，sulfur dioxide removal in ambient air
ZHAO Liang － wen1 YANG Li1 LIU Yi2 （1． College of Enviroment and Chemistry Engineering；2． college of Aeronautic and Mechanical Engineering，
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江西化工
2015 年第 2 期
环境空气中甲醛、烟气、二氧化硫去除研究
赵良文1 杨 莉1 刘 毅2
（1． 南昌航空大学 环境与化学工程学院；2． 南昌航空大学 航空制造工程学院，江西 南昌 330063）
摘 要： 本文以甲醛、香烟燃烧烟气、二氧化硫作为典型的 PM2． 5，采用吸收或降解的
方法去除这三类污染物。实验用水作为参照，分别用不同的物质来吸收或去除甲醛、香烟
本文筛选了甲醛、烟气中尼古丁、二氧化硫作为典 为市售白沙烟，单根烟焦油含量为 1mg。
型的 PM2． 5，采用吸收或降解的方法消除其污染影响，
本实验所用的仪器有 721 型分光光度计、酸度计、
考察去除率以及较优的实验条件。其中过氧化尿素的 恒温水浴锅、自制吸收装置（ 图 1） 。
合成采用参考文献 2 的方法，采用最佳实验条件制备