《精编》波与机械搅拌耦合作用下锌灰吸收低浓度二氧化硫的研究

基于超声波与机械搅拌耦合作用下锌灰吸收低 浓度二氧化硫的研究 Study on absorption of low concentration SO2 with zinc ash based on the method of coupling ultrasonic wave and mechanical agitation 毕业设计 论文 任务书 毕业设计 论文 题目 毕业设计 论文 题目 基于超声波与机械搅拌耦合作用下的锌灰吸收低浓度基于超声波与机械搅拌耦合作用下的锌灰吸收低浓度 SO2 的研究的研究 设计设计 论文论文 的基本内容 的基本内容 一 考察温度对二氧化硫气体吸收的影响 二 考察搅拌器转速对二氧化硫气体吸收的影响 三 考察锌灰液固比对二氧化硫气体吸收的影响 四 考察二氧化硫浓度与二氧化硫吸收的关系 五 考察超声波对锌灰矿浆化及二氧化硫吸收的影响 毕业设计 论文 专题部分 毕业设计 论文 专题部分 题目 题目 设计或论文专题的基本内容 设计或论文专题的基本内容 学生接受毕业设计 论文 题目日期学生接受毕业设计 论文 题目日期 第第 周周 指导教师签字 指导教师签字 年年 月月 日日 基于超声波与机械搅拌耦合作用下锌灰吸收低 浓度二氧化硫的研究 摘 要 关于二氧化硫烟气的防治与处理方法 研究最多 进展较快的是烟气脱硫技术 在众多烟气脱硫技术中 脱硫剂的选择是核心问题 本论文针对传统烟气脱硫技术存 在的废弃物堆存占地大 二次污染严重等问题 提出了采用以冶炼厂中锌灰废弃物作 为烟气脱硫剂 处理低浓度 SO2的新工艺 即首先将锌灰进行矿浆化处理 然后在机 械搅拌和超声波耦合作用下对低浓度 SO2烟气进行吸收脱硫处理 本论文系统研究了 温度 液固比 搅拌转速 二氧化硫气体浓度以及超声波功率等因素对烟气脱硫效果 的影响 得到了以下结论 1 实验结果表明 氧化锌法吸收低浓度的 SO2在技术上是可行的 能够实现 SO2的达标排放 具有脱硫率高 操作控制方便等优点 2 综合考虑二氧化硫吸收时间或出口浓度 氧化锌吸收低浓度 SO2适宜的条件 为 反应温度为 25 C 液固比为 50 1 搅拌转速为 200rpm 浓度小有利于二氧化硫的 吸收 3 在超声波作用下 有利于锌灰矿浆化 在一定程度上促进了二氧化硫的吸收 利用锌灰矿浆可以有效吸收低浓度的 SO2 实现低浓度 SO2烟气脱硫的有效处理 同时有效地实现了锌灰中的 ZnO 的综合利用 本论文研究结果为以锌灰做烟气脱硫剂 处理低浓度 SO2的新工艺工业化应用 同时实现锌灰的综合利用提供了理论依据 关键词 关键词 锌灰 低浓度二氧化硫 超声波 脱硫 Study on absorption of low concentration SO2 with zinc ash based on the basis of coupling ultrasonic wave and mechanical agitation ABSTRACT In prevention and treatment of SO2 nowadays FGD technology is the most studied and developed rapidly Among various FGD technologies the key is choice of desulfurizing agent The large stacking area and serious secondary pollution have constrained the development and application of the traditional FGD technologies to some extent Therefore this paper proposes to use zinc ash which as the waste of the smelter to absorb the low concentration SO2 The process firstly pulps the zinc ash and then absorb low concentration SO2 with zinc ash based on the method of coupling ultrasonic wave and mechanical agitation This paper studies the effects of zinc ash liquid solid ratio temperature speed of impeller gas concentration and ultrasonic power on the gas desulfurazition The following conclusions are developed 1 The results show that absorption of low concentration SO2 with zinc ash is technically feasible standard discharge can be achieved and it has advantages of high desulfurazition rate and easy control 2 Considering standard exceeding time or outlet concentration of SO2 the suitable conditions are selected as follows temperature is 25 C zinc ash liquid solid ratio is 50 1 and speed of impeller is 200rpm low gas concentration is conductive to the absorption of SO2 3 Ultrasonic wave is beneficial for pulping zinc ash and has prompted absorption of SO2 to some extent Using zinc ash slurry can absorb low concentration SO2 effectively achieve effective gas desulfurazition of low concentration SO2 and have the effective implementation of the comprehensive utilization of ZnO in zinc ash This paper provides a theoretical basis for the use of zinc ash as desulfurizing agent to deal with low concentration in industry and comprehensive utilization of zinc ash Key words zinc ash low concentration SO2 ultrasonic wave desulfurization 目 录 毕业设计 论文 任务书 i 摘 要 ii ABSTRACT iii 第 1 章 绪论 1 1 1 低浓度二氧化硫的危害与处理 1 1 1 1 低浓度二氧化硫的来源 1 1 1 2 低浓度二氧化硫的危害 1 1 1 3 低浓度二氧化硫的处理 4 1 2 锌灰的研究现状 6 1 2 1 锌灰的来源 6 1 2 2 锌灰的利用 7 1 3 课题的提出 9 1 4 本文的主要研究内容 10 第 2 章 实验原理与方法 11 2 1 超声波吸收装置的设计 12 2 1 1 反应釜的设计 12 2 1 2 超声波简介 14 2 1 3 超声波发生器与换能器 15 2 2 实验原理 18 2 3 实验方法 19 2 3 1 实验原料 19 2 3 2 实验流程 19 2 3 4 二氧化硫的吸收 20 第 3 章 矿浆化的实验研究 22 3 1 机械作用下的锌灰矿浆化 22 3 2 机械与超声波耦合下的锌灰矿浆化 23 第 4 章 锌灰吸收低浓度二氧化硫的研究 25 4 1 机械搅拌作用下锌灰矿浆吸收低浓度二氧化硫的研究 25 4 1 1 温度对二氧化硫吸收率的影响 25 4 1 2 搅拌转速对二氧化硫吸收率的影响 27 4 1 3 液固比对二氧化硫吸收率的影响 28 4 1 4 气体浓度对二氧化硫吸收率的影响 29 4 2 超声波与机械搅拌耦和作用下锌灰矿浆吸收低浓度二氧化硫的研 究 30 4 3 小结 31 第 5 章 锌灰吸收后处理过程的研究 硫酸锌结晶 32 第 6 章 结论 33 参考文献 34 致谢 36 附录 37 第第 1 1 章章 绪论绪论 1 1 低浓度二氧化硫的危害与处理 1 1 1 低浓度二氧化硫的来源 在对大气质量造成影响的各种气态污染物中 二氧化硫烟气的数量很大 影响面 也最广 因此 二氧化硫成为影响大气质量的最主要的气态污染物 很多国家和地区 往往也把二氧化硫作为衡量本国 本地区大气质量的主要指标之一 二氧化硫的发生源很广 煤 石油 矿石等在燃烧时都会释出 而以煤 石油释 出的量最大 据统计 排入大气中的二氧化硫 有 97 来自石油和煤 2 5 来自矿石 烧结 0 5 则来自硫酸尾气 在二氧化硫的来源中 以火力发电厂排放的烟气量为最 大 其次为金属冶炼 排放量大且集中 通过燃料燃烧和工业生产过程所排放的二氧 化硫废气 有的浓度较高 如有色冶炼厂的排气 一般将其称为高浓度二氧化硫废气 有的废气浓度较低 主要来自燃料燃烧过程 如火电厂的锅炉烟气 二氧化硫浓度大 多为 0 1 0 5 最多不超过 2 属低浓度二氧化硫废气 1 2002 年 我国 10 种常用有色金属冶炼行业的副产二氧化硫总量约 6200kt 其中用 于制酸约 4770kt 经过处理的量约 230kt 未治理直接排入大气的量约 1200kt 占我国 二氧化硫排放总量的 6 对于高浓度二氧化硫废气 目前采用接触氧化法制取硫酸 工艺成熟 对低浓度 二氧化硫废气来说 大多废气排放量很大 加之二氧化硫浓度很低 工业回收不经济 但它对大气质量影响却很大 因此必须给予治理 所谓排烟脱硫 一般是指对这部分 废气的治理 1 1 2 低浓度二氧化硫的危害 在五种主要的大气污染物 一氧化碳 二氧化硫 碳氢化物 飘尘 氮氧化物 中 二氧化硫的含量约占 15 它的毒害作用很大 SO2为无色气体 具强烈辛辣刺 激性 溶于水 呈酸性 大气中 SO2在水蒸气作用 pH4 以下 生成酸雨 可危害农 业 林业和养殖业 还可腐蚀建筑物 1930 年比利时马斯河谷大气污染事件 l948 年 美国多诺拉事件 1952 年英国伦敦烟雾事件都是直接或间接的由二氧化硫引起的 二氧化硫的污染具有低浓度 大范围 长期作用的特点 其危害是慢性和迭加累 进性的 大气中的二氧化硫对人类健康 自然生态 工农业生产 建构筑物材料等方 面的危害更加广泛和严重 1 二氧化硫对人体的危害 二氧化硫对人体健康的影响很大 2 空气中不同浓度的二氧化硫对人的影响见表 1 1 表 1 1 空气中二氧化硫的不同含量对人体的影响 Table1 1 Influences of sulfur dioxide of different levels on human body 浓度 ppm对人体的影响 0 01 0 1由于光化学反应生成分散性颗粒 引起视野距离缩小 0 1 1植物及建筑材料遭受损害 1 10 其中 1 5 5 10 对人有刺激作用 感觉到 SO2气味 人在此环境下进行较长时间的操作尚能忍受 10 100 20 100 对动物