蔣光梅，陳國(guó)梁，何義斌，郭 泉

（深圳市凱盛科技工程有限公司，深圳518054）

國(guó)內(nèi)外對(duì)煙氣聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)的研究方法有以下幾種：活性炭法［1］、WSA－SNOx工藝（即濕式洗滌并脫除 NOx）、脈沖電暈等離子體脫硫脫氮技術(shù)［2，3］、濕式 GFC（煙氣凈化技術(shù)）加金屬螯合物工藝［4－7］等。此課題即為濕式GFC（煙氣凈化技術(shù)）加金屬螯合物工藝。

目前濕法脫硫技術(shù)已在許多行業(yè)中得到應(yīng)用，但尚無(wú)濕法同時(shí)脫硫脫氮的技術(shù)應(yīng)用。隨著環(huán)保要求的提高，就玻璃行業(yè)而言，熔窯煙氣進(jìn)行脫硫、脫氮處理已是必不可少。但玻璃行業(yè)與其他行業(yè)一樣，目前尚無(wú)濕法脫氮技術(shù)，因而開發(fā)濕法脫氮技術(shù)及工藝，采用濕法同時(shí)進(jìn)行脫硫及脫氮，不僅是大氣污染治理技術(shù)發(fā)展的需要，對(duì)玻璃行業(yè)也很有實(shí)用意義。同時(shí)，此技術(shù)對(duì)于已建有濕法脫硫系統(tǒng)的企業(yè)（或其他行業(yè)）進(jìn)行氮氧化物的治理也同樣具有重要作用——減少了工程改造成本，所以該技術(shù)的市場(chǎng)前景很好。

1 試 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原理

用含二價(jià)鐵螯合物的碳酸鈉溶液洗滌煙氣，吸收液與二氧化硫和氮氧化物反應(yīng)，生成硫酸鈉，并釋放氮?dú)夂投趸?，其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理［8］如下

1.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備、材料

煙氣分析儀：配有 O2、NO、SO2、CO傳感器；

轉(zhuǎn)子流量計(jì)：80L／H，200L／H；

NO、SO2、N2混合鋼瓶氣（壓力10MPa，體積40L）（模擬玻璃熔窯煙氣成分，其中：NO濃度約為2 350 mg／m3，SO2濃度約為5 000mg／m3，N2為底氣）；

吸收溶液瓶：10L，1L；

架盤藥物天平：感量0.5g；

真空泵；

恒溫水?。?/p>

空氣壓縮機(jī)。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程分為吸收劑配方、吸收劑初始濃度配比的確定以及具體吸收條件的優(yōu)化選擇。

1.3.1 吸收劑配方設(shè)計(jì)

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理

吸收劑中應(yīng)加入適量的Fe·EDTA螯和物、Na2SO3、Na2CO3等，但考慮到市售的Fe·EDTA螯和物不僅價(jià)格貴，而且螯和鐵多為三價(jià)，失去吸收NO的作用。所以在實(shí)驗(yàn)室中，我們采取現(xiàn)場(chǎng)配制的方法生成Fe（Ⅱ）·EDTA螯和物，這樣可以確保螯和物中的鐵為對(duì)吸收NO有作用的二價(jià)鐵。

1.3.2 吸收劑濃度初始配比的確定

由反應(yīng)式（4）、（5）、（6）可以看出：Na2CO3、Na2SO3、Fe（Ⅱ）·EDTA 的摩爾比為1∶1∶1。假設(shè)Fe（Ⅱ）· EDTA的初始濃度為0.1mol／L；Na2SO3的初始濃度相同取0.10mol／L（Na2SO3的消耗量和由Na2CO3吸收SO2生成的Na2SO3量基本平衡）；由于溶液中的Na2CO3處于不斷消耗的狀態(tài)，所以其濃度較高，取普通濕法脫硫溶液的初始濃度8%。此吸收液在常溫下測(cè)定的結(jié)果見表1。

表1 初始濃度的吸收劑在常溫下測(cè)定的結(jié)果

1.3.3 具體吸收條件的優(yōu)化選擇

因?yàn)橛绊慡O2、NO吸收效果的因素較多，包括：溶液中的各組分的含量，pH值，吸收液的溫度，煙氣流量，吸收液的被氧化程度等。在確定了吸收劑的初始濃度后，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，選定了合適的濃度、pH值范圍，然后再選定相應(yīng)的溫度和混合氣的流量范圍，制定了一個(gè)L9（34）正交實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 L9（34）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

考慮到溶液容易被氧化，但在實(shí)驗(yàn)室又無(wú)法配制出含氧的混合煙氣，所以只能在吸收液中通入空氣來(lái)測(cè)試吸收液因被氧化而失去吸收效果的時(shí)間。（注：吸收液有效時(shí)間為經(jīng)吸收處理后煙氣中的SO2、NO濃度不超過現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB 26453—2011《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》）規(guī)定排放濃度的時(shí)間。）

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

由正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：在4號(hào)實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)SO2、NO的吸收效果最佳，吸收液的有效時(shí)間也最長(zhǎng)（可達(dá)15h，大大節(jié)約了試劑用量，降低了運(yùn)行成本），而pH值在該實(shí)驗(yàn)條件下的范圍內(nèi)波動(dòng)對(duì)吸收效果基本上沒有影響。

該實(shí)驗(yàn)在吸收液的配制上，采取現(xiàn)場(chǎng)配制的方法生成Fe（Ⅱ）·EDTA螯和物，確保了螯和物中的鐵為對(duì)吸收NO有作用的二價(jià)鐵。

在此實(shí)驗(yàn)中，由于影響SO2、NO吸收效果的因素較多，包括：吸收液中各組分的濃度、pH值、溫度、煙氣流量、吸收液的被氧化程度等等。根據(jù)各個(gè)影響因素的重要程度，選擇了吸收劑濃度、pH值、溫度和煙氣流量作為因子，進(jìn)行正交試驗(yàn)，大大減少了實(shí)驗(yàn)的工作量，提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3 結(jié)論和建議

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：用現(xiàn)配制的Fe（Ⅱ）·EDTA溶液作為吸收劑的絡(luò)合吸收法同時(shí)脫硫脫氮效果很好，硫氮脫除效率最高分別可以達(dá)到90%以上。

建議在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際條件調(diào)整吸收方案，增加廢水循環(huán)處理系統(tǒng)及Fe·EDTA螯合物的回收利用，變廢為寶，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。

［1］ 孫 晶，徐 錚.活性炭材料在火電廠煙氣脫硫脫硝中的應(yīng)用［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2008，24（2）：5－7.

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