烟气脱硫脱硝讲赤泥脱硫脱硝机理。
近年来,国内外学者对赤泥脱硝也做了研究,试验结果表明赤泥本身对NOx有脱除活性。根据赤泥脱硫的机理可分析出赤泥对NO2的脱除应该与脱硫的过程机理接近,物相分析可知赤泥含有钙钛矿成分,虽然钙钛矿并不能直接参与脱硝反应,但Hwang与Kim等认为钙钛矿的表面可以催化氧化NOx,因此钙钛矿对赤泥脱硝是有促进作用的。赤泥脱硝的关键是如何将NO氧化成为NO2或N2O3,部分学者根据赤泥独特的性质(多孔结构与较大的比表面积),以其作为载体负载活性组分后做成脱硝催化剂,成功地提高了氮氧化物的转化率。虽然他们将赤泥用于脱硝提供了可行性思路,但是并未对其脱硝机理与反应过程进行深入的探究。工业烟气中硫硝共存的特点,也决定了脱硝效果必将影响赤泥的脱硫方面的应用,更加深入地研究赤泥脱硝的反应机理,认识赤泥脱硝的过程,并据此探索脱硝工艺参数,有助于今后赤泥脱硝的工业化应用。
工业生产氧化铝过程中除了有高碱性赤泥废渣,还伴随着一种碱性废液,而这种废液就是赤泥附液。据统计,每产生1 t赤泥伴有3~4 m3的附液。早期,王学谦等用赤泥附液吸收低浓度的H2S,吸收效率为90.2%。随后昆明理工牛利民想进一步提高吸收率,采取燃烧-吸收法净化H2S,这是一种利用催化剂使H2S在300~450 ℃的条件下进行氧化,所得燃烧产物再经赤泥附液处理的手段。与王学谦等单独采用赤泥附液吸收H2S相比较,采用该方法吸收效率能有明显提升,对H2S净化效率达到98.9%;与之类似,张永等设计了一个将赤泥附液与活性炭联合对H2S的去除系统,该系统对H2S的净化效率可达99.85%,而且排放浓度达到《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)及《大气污染物综合排放标准》(GB 16927-1996)的相应要求。赤泥附液脱硫技术已在郑州铝厂稳定运行多年,取得了良好的环境效益和社会效益。
国内学者用赤泥做脱硫剂的研究是比较多的,姜怡娇往赤泥加助剂并辅以赤泥附液为润滑剂,经过挤条、干燥、焙烧三道工序最终得到脱硫剂,试验结果表明影响脱硫性能最大因素为焙烧温度,最佳温度在300~350 ℃,而且在常温下穿透硫容能达到19.3%,进而说明该脱硫剂的脱硫效果较好。除此之外,比如用赤泥与白泥做脱硫剂脱除燃气中H2S,以赤泥和海水制备混合脱硫剂对SO2的去除,在活性炭混合条件下对赤泥进行热活化以制备活化赤泥脱硫剂吸收SO2等,这些不同方法对赤泥进行改性制成的脱硫剂对含硫烟气具有良好的脱硫能力。脱硫剂的开发,实现了由液相湿法脱硫向干法脱硫的转变,拓展了赤泥脱硫的应用范围,可大大减少赤泥脱硫过程中废水的产生量,这方面的探索在基础研究和工业应用都具有现实意义。
国外Oliveira等用纳米颗粒负载在三种基于赤泥废物的不同基质的表面上:(1)纯赤泥-Au/Rm;(2)还原赤泥-Au/RmH2;(3)部分碳涂敷的赤泥-Au/RmEt,以产生用于脱硫反应的不同催化剂。研究结果表明金纳米颗粒直径约为30 nm,成功地支持和分布在赤泥基材料表面。催化剂Au/RmEt与其他赤泥基催化剂相比具有显著的效率,尽管Au/Rm和Au/RmH2是亲水性的并且保持在水相中,但Au/RmEt对位于两相系统界面处的有机相和水相具有较高的亲和力,这使得赤泥的金和铁相具有协同作用。正因如此,该催化剂对含硫污染气体具有很强的吸附能力。Prado等通过合成基于赤泥(RM)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料的催化剂,发现在赤泥上的PET浸渍增加了催化剂与其中污染物溶解的非极性相(燃料)的亲和力,获得较高的转化率(高达80%)和对相应的二苯并噻吩砜的选择性。表明基于PET和RM的催化剂对二苯并噻吩(DBT)的氧化脱硫反应具有积极作用。
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