二氧化氮转化吸收的条件优化研究

第46卷第6期2018年3月广　州　化　工

Guangzhou Chemical Industry

Vol.46No.6Mar.2018

二氧化氮转化吸收的条件优化研究

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乐　明,黄林勇,曾舟华,冉敬文

(黄冈师范学院化学化工学院,催化材料制备及应用湖北省重点实验室,湖北　黄冈　438000)摘　要:随着我国经济的发展,能源消耗带来的环境污染也越来越严重,大气烟尘㊁酸雨㊁温室效应和臭氧层的破坏已成

为危害人类生存的四大杀手㊂其中人为活动排放的NO x 是造成大气污染的重要根源㊂为寻求高效控制氮氧化物的方法,在实验室模拟氮氧化物废气对其进行吸收研究,考虑影响吸收的主要因素,采用正交设计法对其转化条件进行优化㊂结果表明:增加反应气体压力,加大吸收液填料填充度有利于气体高效吸收㊂

关键词:二氧化氮;吸收转化;正交设计;条件优化　

中图分类号:N33

　文献标志码:A　

文章编号:1001-9677(2018)06-0056-02

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基金项目:湖北省技术创新重大专项(No:2016ACA175)㊂

通讯作者:冉敬文(1973-),男,博士,教授,主要从事无机材料的合成与应用研究㊂

Study on Conditions Optimization for Absorptionand Transformation of NO 2*

YUE Ming ,HUANG Lin -yong ,ZENG Zhou -hua ,RAN Jing -wen

(Huanggang Normal University,Hubei Key Laboratory for Processing and Application

of Catalytic Materials,Hubei Huanggang 438000,China)

Abstract :The environmental pollution caused by energy consumption is becoming more and more serious with our economic development.The air dust,acid rain,greenhouse effect and destruction of the ozone layer have become the four major killers that endanger the survival of the people.NO x emitted by human activities is an important source of air pollution.To find efficient control method for nitrogen oxides,the absorption of nitrogen oxide waste gas in the laboratory was simulated.Transfer conditions were optimized by orthogonal design method with NO 2materials for considering affected factors.The experimental results showed that the absorption rate for gas was improved dramatically by increasing reaction gas pressure and filled materials.

Key words :NO 2;absorption and transformation;orthogonal design;condition optimization

随着人们环保意识的提高,工业尾气的排放标准也越来越严格,诸如氮氧化物(包括NO 和NO 2)㊁二氧化硫的排放必须

达标排放㊂目前工厂对氮氧化物尾气的处理有三种方法[1-3]㊂一是催化还原法,它以铂或铜铬系为催化剂,氨为还原剂来处理尾气,此法设备庞大且需要贵金属做催化剂,成本很高,一般生产企业很少采用;二是固相吸附回收法,它是利用分子筛㊁活性碳㊁离子交换树脂通过其多孔性来物理吸附氮氧化物,此法适合氮氧化物浓度低且气体量少的尾气治理,因多孔材料吸附容量的限制,需要定期更换吸附材料;三是液相吸收法,它是用酸或碱液吸收进一步氧化吸收转化成硝酸或硝酸盐[4-6]㊂由于氮氧化物在与水或酸的吸收转化过程不完全,为其充分吸收,减少污染,我们以水作吸收剂采用液相吸收法对其单次吸收条件进行了详细研究㊂

1　实　验

1.1　主要的仪器设备和试剂

722N 分光光度计,上海精密科学仪器有限公司;Elix-5+Milli-QG 纯水机,美国Millipore 公司;自制吸收塔;烧杯㊁滴

定管等㊂

二氧化氮由气体公司提供(纯度95%);氨基磺酸溶液(0.75g /L);水杨酸钠溶液(10g /L);硝酸盐标准贮备溶液(0.1mg /mL,NO -3);硫酸,醋酸,氢氧化钠等试剂均为分析

纯(国药集团化学试剂有限公司);实验用水为RO 水㊂

1.2　实验原理与方法

实验原理为:3NO 2+H 2O =2HNO 3+NO

自制吸收塔(见示意图1)为直径为20cm,高度为50cm 的有机玻璃柱,下端有进气口,气体通过扩散盘扩散,水作为吸收剂;上端有排气孔,排气管设有压力控制,尾气直接通入氢氧化钠碱液吸收池进行尾气吸收处理,中间开有取样口㊂实验中硝酸根离子的分析方法采用磺基水杨酸分光光度法(GB /T 1.1-2009)㊂二氧化氮进气量通过电子称前后差量计算得到,吸收量通过分析溶液中的硝酸根换算得到㊂为便于统一标准考察影响因素,整个实验过程中每个方案固定吸收剂水体积为5L,通气流量为15g /min,通气时间为120min㊂整个实验通过条件试验优化各因子,选出最优方案㊂