鎂法脫硫中亞硫酸鎂固相催化氧化研究.pdf

1、目前工業(yè)鍋爐排放的煙氣中的SO2是大氣的主要一次污染物，同時(shí)也是霧霾天氣的重要前體物。濕式鎂法煙氣脫硫工藝因其占地小、能耗低及不易結(jié)垢等優(yōu)勢(shì)尤其適合于中小型工業(yè)鍋爐的煙氣脫硫。但由于催化副產(chǎn)物亞硫酸鎂氧化的催化劑大多以離子態(tài)添加，無(wú)法得到有效回收，需要對(duì)其進(jìn)行定期補(bǔ)充，從而增加了運(yùn)行成本，同時(shí)催化劑會(huì)滯留于母液及產(chǎn)品將引發(fā)嚴(yán)重的二次污染問(wèn)題。
　　本文以鈷鹽作為催化劑的主要活性組分，分別采用化學(xué)氧化法和浸漬-焙燒法兩種方法制備固相

2、催化劑EG/Co-1'和EG/Co-2'。對(duì)催化劑EG/Co-1'通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)制備過(guò)程中的天然鱗片石墨、KMnO4、硫酸硝酸混酸、氯化鈷含量以及反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，得到結(jié)果各原料質(zhì)量比C: KMnO4:混酸:氯化鈷=1.0:0.7:6.0:0.4，其中混酸中硫酸與硝酸的質(zhì)量比為1:0，反應(yīng)時(shí)間為40min。催化劑EG/Co-2'的最佳制備條件為：正己醇作為分散劑，1g膨脹石墨對(duì)應(yīng)溶解10mmol六水合硝酸鈷，該比例下膨脹石墨吸附飽和。選

3、用最佳制備條件下制得的催化劑 EG/Co-1'和EG/Co-2'進(jìn)行亞硫酸鎂氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，通過(guò)改變 pH、催化劑質(zhì)量濃度、亞硫酸鎂初始濃度、氧分壓以及溫度對(duì)亞硫酸鎂氧化反應(yīng)速率的影響,得到了各反應(yīng)物的反應(yīng)分級(jí)數(shù)及表觀活化能。EG/Co-1'存在條件下各反應(yīng)物的分級(jí)數(shù)：反應(yīng)速率對(duì)EG/Co-1'質(zhì)量濃度的分級(jí)數(shù)為0.3級(jí)，亞硫酸鎂初始濃度為0級(jí)，氧分壓為0.65級(jí)。反應(yīng)的表觀活化能為9.92KJ/mol。EG/Co-2'存在條件下各

4、反應(yīng)物的分級(jí)數(shù)：反應(yīng)速率對(duì)EG/Co-2'質(zhì)量濃度的分級(jí)數(shù)為0.31級(jí)，亞硫酸鎂初始濃度為0級(jí)，氧分壓為0.56級(jí)。反應(yīng)的表觀活化能為11KJ/mol。pH對(duì)亞硫酸鎂氧化速率存在臨界值為7.0，低于或高于7.0時(shí)反應(yīng)速率均會(huì)降低。結(jié)合三相反應(yīng)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，推斷出這兩種催化劑存在下亞硫酸鎂總反應(yīng)速率均受氧的傳質(zhì)速率控制。通過(guò)對(duì)EG/Co-1'和EG/Co-2'的SEM和EDS表征、鈷負(fù)載量以及二次催化速率的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)EG/Co-1'