論文開題：酚醛炭泡沫聯(lián)合吸附SO2和NOx的反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型的建立

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
學(xué)院：　　　化工學(xué)院　　　　　　　　　　專業(yè)班級(jí)：　　　09環(huán)境工程

課題名稱 酚醛炭泡沫聯(lián)合吸附SO2和NO*的反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型的建立

1、本課題的的研究目的和意義：

燃煤煙氣中所含的二氧化硫、氮氧化物等大氣污染的主要物質(zhì),對(duì)大氣、環(huán)境、建筑物、人體健康等均具有很大危害性。燃煤電站鍋爐排放的煙氣中含有大量的SO2和NO*,為了降低煙氣凈化的費(fèi)用,減小占地面積和投資,開發(fā)聯(lián)合脫硫脫氮的新技術(shù)、新設(shè)備已成為煙氣凈化技術(shù)發(fā)展的總趨勢。國外對(duì)聯(lián)合脫硫脫氮的研究開發(fā)十分活躍,有的已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化[1]�，F(xiàn)有的脫硫脫硝方法如濕法、干法、半干法脫硫，選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、吸附法脫硝，以及活性碳吸附、電子束輻射、電暈、濕法聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)等。各種方法都有其優(yōu)點(diǎn),但也存在一些難以克服的缺陷，如常用的濕法脫硫技術(shù)，提高了附加的運(yùn)行費(fèi)用，增加了水資源消耗。活性(焦)炭干法脫硫技術(shù)效率高，降低耗能和節(jié)約用水，已經(jīng)在日本和歐洲有一定規(guī)模的應(yīng)用，我國也投入了大量的研究，活性炭作為擔(dān)載體，噴淋氨或改性后能夠取得很高的脫硝效率，并且也是很好的脫除重金屬的吸附劑�；钚蕴恳话阌蓛�(yōu)質(zhì)煙煤制備，
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附符合Langmuir吸附模型，分別以ce/qe對(duì)ce作圖應(yīng)為一直線,從直線的斜率和截距可求出a和b的值。
（2）Temkin方程簡單的方程形式為：qe=A+Blog ce，式中qe和ce的意義同前，A和B分別為方程的兩個(gè)常數(shù)。以qe對(duì)log ce作圖為一直線，可確定該方程對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合程度。
（3）Freundlich方程一般形式為：qe=kCe1/n，式中qe和ce的意義同前，k和n為方程的兩個(gè)常數(shù)。可將其改寫成 ，以log qe對(duì)log ce作圖為一直線來擬合實(shí)驗(yàn)等溫線。
（4）BET方程為多層吸附等溫線，其線性化后的形式為 ，式中V為平衡壓力為P時(shí)，吸附氣體的總體積；Vm為催化劑表面覆蓋第一層滿時(shí)所需氣體的體積；P為被吸附氣體在吸附溫度下平衡時(shí)的壓力；Ps為飽和蒸汽壓力；C為與被吸附有關(guān)的常數(shù)。其可變換為 ，將 對(duì) 作圖，擬合實(shí)驗(yàn)等溫線。
（5）D-R方程是由勢論導(dǎo)出的等溫線，其線性化后的形式為 ，式中V0為極限吸附量，D為物性常數(shù)。以lnV對(duì)[ln（P0/P）]2作圖，擬合實(shí)驗(yàn)等溫線。
2 多組分氣固吸附模型的研究進(jìn)展
多組分氣固吸附模型應(yīng)用最廣泛的是近年來Doong和Yang在DS方程上改進(jìn)的DY雙組分吸附模型和擴(kuò)展的 Langmuir模型，分別為 ， 式中，w1為吸附填充體積；w11為最大填充體積；R 為氣體常數(shù)；T 為溫度；β1為氣體親合系數(shù)；E0為吸附勢能；P1為氣體分壓；P01為氣體飽和蒸氣壓。
針對(duì)于具體的多組分體系研究，國外研究人員對(duì)于臨界溫度以下的多組分氣體吸附平衡理論已做了大量的工作，在假設(shè)吸附相為飽和液體的基礎(chǔ)上，從不同的角度出發(fā)，提出了許多預(yù)測多組分吸附平衡的模型和方法，它們對(duì)一些二元組分取得了相對(duì)滿意的結(jié)果，其它情況下與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都有較大的偏差，尤其對(duì)于混合氣中的弱吸附組分偏差較大[7]。而國內(nèi)的研究主要集中在液相吸附平衡，對(duì)超臨界溫度下氣體在固體表面的吸附研究較少。
3.脫硫脫硝機(jī)理研究
雖然酚醛炭泡沫聯(lián)合吸附SO2和No*的機(jī)理目前尚未有人詳細(xì)研究，但可以參考ACF等對(duì)二者的吸附機(jī)理進(jìn)行大致的理解。
⑴ACF僅對(duì)NO進(jìn)行吸附時(shí)：
NO吸附在ACF表面的活性位中,再與模擬煙氣中的O2發(fā)生氧化反應(yīng)生成NO2,最后水進(jìn)入活性位與NO2反應(yīng)生成HNO3；同時(shí)由于H2O是極性分子因而水與NO互相競爭吸附活性位,水蒸氣量的增加會(huì)阻礙NO在活性位上的氧化,從而導(dǎo)致了NO吸附效率的降低。
⑵ACF僅對(duì)SO2進(jìn)行吸附時(shí)：
在有O2的情況下，按照lizzio等人的分子競爭吸附位理論，SO2優(yōu)先吸附在ACF活性位上，吸附態(tài)SO2與氣相O2反應(yīng)生成SO3， 。
除了水的影響外，溫度對(duì)吸附過程也會(huì)有一定的影響。溫度升高時(shí)，NO由于解吸附使脫附速度加快，吸附效率降低。NO在ACF上是靠范德華力進(jìn)行物理吸附的，溫度升高分子運(yùn)動(dòng)加快，其熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能足以克服吸附作用力，脫附速度加快。隨著溫度的升高，影響的程度越大。NO和SO2在300C左右時(shí)吸附效率很高，但隨著溫度的進(jìn)一步上升，吸附效率明顯降低。當(dāng)溫度逐漸上升，水蒸氣在ACF表面就難以凝結(jié)，導(dǎo)致難以反應(yīng)生成H2SO4，同時(shí)水蒸氣也不能起到脫附的作用。因此當(dāng)溫度升高時(shí),ACF的吸附效率會(huì)有所下降。
⑶ACF表面官能團(tuán)對(duì)吸附作用的影響：
①含氧官能團(tuán)：炭吸附劑與周圍空氣接觸時(shí)能夠自發(fā)的生成含氧官能團(tuán)，并固定在炭表面上。因此含氧官能團(tuán)是最普遍的，也是最主要的。酸性含氧官能團(tuán)是增加還原脫硝活性的重要因素，這是因?yàn)镹O分子中的N具有孤對(duì)電子，N原子向－COO－基團(tuán)的碳原子（具有+δ電荷）進(jìn)攻；同時(shí)NO中的氧原子向相鄰的碳原子進(jìn)攻，最終由中間生成物轉(zhuǎn)變成N2和CO2。如左圖所示，這個(gè)反應(yīng)必須在350℃以上才能進(jìn)行，但是增加表面含氧官能團(tuán)有利于增強(qiáng)脫氮氧化物活性，這一點(diǎn)是明確的。但酸性含氧官對(duì)SO2的吸附是不利的。這是因?yàn)镾O2是酸性氣體，因此只有堿性的氧化物才對(duì)SO2具有更大的親和力，提供SO2吸附位，使SO2吸附量增加，Davini指出[8]，堿性氧官能團(tuán)是SO2的化學(xué)吸附位，對(duì)SO2吸附容量起著重要作用。Kitagawa以及Carrosco-Marin等人[9]均指出，此時(shí)的SO2吸附量與表面積無關(guān)，只與堿性活性位數(shù)量有關(guān) ……（未完，全文共8448字，當(dāng)前僅顯示2307字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開題：酚醛炭泡沫聯(lián)合吸附SO2和NO*的反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型的建立》）