畢業(yè)論文開題報告：(EDTA)-NO性能及化學抑制固定化擴散動力學研究

大學本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學院：化工學院　　 專業(yè)班級：　08環(huán)境科學　

課題名稱 磁性聚（St-GMA）微球固定化反硝化菌還原Fe (EDTA)-NO性能及化學抑制固定化擴散動力學研究

1、本課題的的研究目的和意義：

氮氧化物是造成大氣污染的主要污染源之一。我們通常所說的氮氧化物（NO*）主要包括：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等幾種，其中污染大氣的主要是NO和NO2[1]。人類活動、燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)都可以產(chǎn)生NO*，其中燃燒過程產(chǎn)生的氮氧化物幾乎全是NO和NO2。氮氧化物排放到大氣中會對人類和自然環(huán)境帶來嚴重的危害。人通過呼吸將NO*吸入體內(nèi)，會刺激呼吸道和肺部，影響呼吸系統(tǒng)，可引起支氣管炎和肺氣腫等疾病[2]。氮氧化物對大氣的影響主要有酸雨和參與臭氧層破壞。近年來，隨著其排放量的快速增加和人們對環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，NO*造成的污染問題越來越受到重視。礦物燃料燃燒產(chǎn)生的大量煙氣排放是NO*進入環(huán)境的主要途徑[3]，如何有效脫除煙氣中的NO*是當前環(huán)境保護中一個備受關(guān)注的重大課題[4]。
大氣中的NO*的來源主要有兩個方面。一方面是有自然界中的固氮菌、雷電等自然過程中產(chǎn)生，另一方是由人類活動所產(chǎn)生，人類活動所產(chǎn)生的NO*多集中于城市、工業(yè)區(qū)
……（新文秘網(wǎng)http://m.jey722.cn省略900字，正式會員可完整閱讀）……　
DTA)還原為FeⅡ(EDTA)從而實現(xiàn)吸收液的完全循環(huán)利用[8]。
本課題采用絡(luò)合吸收結(jié)合生物還原法（即BioDeNO*）[9]處理煙氣中NO*，該方法的提出彌補了絡(luò)合吸收技術(shù)在再生及直接微生物處理法在處理效率上的缺陷，該法的原理為：在中溫條件下，首先通過亞鐵絡(luò)合吸收劑的作用加快NO從氣相進入液相的傳質(zhì)過程，克服了直接微生物法因NO難溶于水引起的脫除效率不高的缺陷。同時將生物反硝化技術(shù)用于NO亞鐵絡(luò)合物的再生，利用高活性、選擇性強的兩種微生物將FeⅡ(EDTA)-NO中結(jié)合的NO最終還原為無害的N2，同時將被煙氣中的O2氧化形FeⅢ(EDTA)還原為FeⅡ(EDTA)，使絡(luò)合吸收劑本身得到有效再生，保證其循環(huán)利用，大大降低其運行成本。但由于游離微生物性能不穩(wěn)定，微生物易流失，反應(yīng)速率低。因此，本實驗以磁性微球為載體固定微生物，不僅大大提高反應(yīng)速率，而且可以循環(huán)利用，具有十分重要的實踐意義。

2、 文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：

國內(nèi)外研究和使用的煙氣脫氮技術(shù)主要有選擇性催化還原，非選擇性催化還原，等離子體法，催化分解法，吸附法，吸收法，微生物法，絡(luò)合吸收結(jié)合生物還原法（BioDeNO*）等。但得到工業(yè)應(yīng)用的只有選擇性催化還原與選擇性非催化還原，即使如此，這兩種技術(shù)也花費太高，催化劑易失效。
1、選擇性催化還原法（SCR）
SCR過程是利用氨作為還原劑在空氣預(yù)熱器的上游注入含NO*的煙道氣中，隨后NO*在催化劑的作用下被還原為N2和水。常用的催化劑有釩、鈦、鎢、鉬等貴金屬和堿性金屬氧化物/沸石等。該過程的主要反應(yīng)如下：
8NH3+6NO2→7N2+12H2O (1-1)
4NH3+4NO+O2→4N2+6 H2O (1-2)
同時也有可能產(chǎn)生副反應(yīng)：
4NH3+5O2→4 NO+6 H2O (1-3)
4NH3+3O2→2N2+6 H2O (1-4)
2NH3+SO3+ H2O→(NH4)2SO4 (1-5)
實踐證明，應(yīng)用此法可在降低的溫度（300~450℃）下取得較高的NO*去除效率，去除率可達80~90%。
作為一般的改進燃燒技術(shù)和控制NO*生成的補充技術(shù)，SCR法有著良好的前景，但此法也存在一些缺陷：首先是投資運行費高，NH3對管路設(shè)備要求高，造價昂貴，同時為防止催化劑中毒，需對煙道氣進行預(yù)處理；其次由于NH3還原不完全，易產(chǎn)生有毒且溫室效應(yīng)強的N2O；另外，尾氣中殘留NH3的處理也是SCR系統(tǒng)中需要解決的關(guān)鍵問題[10]。
2、非選擇性催化還原（SNCR）
SNCR技術(shù)是在無催化劑存在的條件下，把含有尿基或氨基類化合物（如氨氣、氨水或尿素等）作為還原劑噴入爐膛溫度為800-1000℃的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3和其他副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的NO*進行反應(yīng)而生成N2。主要反應(yīng)如下：
4NH3+6NO→5N2+6H2O (1-6)
同時也有可能產(chǎn)生副反應(yīng)：
4NH3+5O2→4NO+6H2O (1-7)
4NH3+3O2→2N2+6H2O (1-8)
氨必須注入最適宜的溫度區(qū)內(nèi)，才能保證發(fā)生的是主要反應(yīng)。若溫度超過930-1090℃的范圍，主要發(fā)生的是副反應(yīng)，并導(dǎo)致被還原的NO*減少。
化學反應(yīng)的速率取決于以下幾個因素[11]：如燃料氣的溫度、高溫下停留的時間、所使用還

原劑的類型和數(shù)量、混合效率以及NO*的含量。一般情況下可達到30~70%的NO *還原率。
SNCR工藝不需要催化劑床層和催化劑，可以避免催化劑堵塞設(shè)備等問題，因而其初始投資比SCR工藝要低的多，操作費用與SCR工藝相當。但同樣存在一些不足[12,13]：反應(yīng)中生成的(NH4)2SO4 和NH4HSO4會腐蝕和堵塞設(shè)備；煙氣中增加了NH3的排放量，NH3的利用效率低，控制比較困難；反應(yīng)過程中形成N2O排放到大氣中形成二次污染；NO*脫除效率低等。
固定化微生物技術(shù)是從60年代開始發(fā)展起來的新型技術(shù)，指用物 ……（未完，全文共7195字，當前僅顯示2526字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文開題報告：(EDTA)-NO性能及化學抑制固定化擴散動力學研究》）