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| 編輯推薦： |
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详细介绍了超重力技术应用于可再生烟气脱硫工艺及传质性能研究，针对性强，是我国行业标准《超重力装置》的部分内容。
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| 內容簡介： |
本书全面、系统地介绍了超重力强化可再生烟气脱硫技术的研究进展及成果，详细介绍了我国SO2污染、硫资源需求及烟气脱硫技术的应用情况，阐述了开发可再生烟气脱硫技术的意义以及国内外研究进展，并对超重力技术应用于烟气脱硫工艺的开发进行了叙述。重点介绍了超重力技术用于磷酸钠湿式再生烟气脱硫过程的理论及工艺研究情况，对影响可再生烟气脱硫过程的脱硫率、再生率、传质系数、脱硫剂稳定性、脱硫容量等性能进行了系统研究。
本书可供有关学校、科研院所、环保、化工、冶金、能源、火电与热力供应等行业的工程技术人员、管理人员参考，也可供有关院校师生参考。
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| 關於作者： |
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袁志国，中北大学，山西省重点实验室副主任、副教授，硕导，2001年毕业于华北工学院后留校任教至今。主要从事化学工程方面的教学与科研工作。教学方面：先后主讲了化工原理、化工传递、化工仪表及自动化、化工过程分析与合成等本科生的理论课程和硕士研究生的传递过程原理及其博士研究生的化工建模与仿真等理论课程。科研方面主要从事流体力学模拟计算、超重力过程强化技术及工业气体净化及尾气治理技术开发研究与应用推广。先后参与完成科研项目25项，其中获国家科技进步二等奖1项，山西省技术发明二等奖1项，省、部级科技进步一、二等奖6项；公开发表学术论文30余篇；申请发明专利32项（已授权19项）。入选山西省高等学校131领军人才工程中青年拔尖创新人才、中国环境科学学会高级会员、山西省低碳协会理事。目前主持省攻关项目1项、参与国家基金、总装项目等9项。
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1二氧化硫2
1.1.1SO2的危害2
1.1.2我国SO2排放情况4
1.1.3我国SO2排放控制政策及标准6
1.1.4我国硫资源的供需情况8
1.2烟气脱硫技术应用现状9
1.2.1国外烟气脱硫技术12
1.2.2国内烟气脱硫技术13
1.3湿式再生烟气脱硫工艺的研究进展及应用情况16
1.3.1亚硫酸钠法16
1.3.2柠檬酸钠法18
1.3.3有机胺法20
1.3.4离子液体法22
1.3.5湿式氧化镁法24
1.3.6磷酸钠法26
1.4湿式烟气脱硫设备的研究进展29
1.4.1脱硫吸收塔的改进研究29
1.4.2降膜式脱硫反应器31
1.4.3撞击流脱硫反应器32
1.4.4超重力脱硫反应器33
1.4.5结论36
第2章磷酸钠缓冲溶液烟气脱硫理论基础38
2.1磷酸钠缓冲溶液烟气脱硫机理39
2.1.1磷酸钠缓冲溶液吸收SO2机理39
2.1.2磷酸钠缓冲溶液中各离子形态的分布41
2.2磷酸钠缓冲溶液的缓冲性能45
2.2.1缓冲性能的理论分析45
2.2.2缓冲性能的测试48
2.3磷酸钠缓冲溶液的硫容量50
2.3.1脱硫溶液的饱和pH值51
2.3.2不同初始pH值的理论硫容量52
2.3.3不同磷酸浓度的理论脱硫容量53
2.3.4磷酸钠缓冲溶液的实际硫容量53
2.4磷酸钠缓冲溶液烟气脱硫的气液传质过程55
2.5小结57
第3章磷酸钠缓冲溶液吸收SO2过程的传质性能59
3.1旋转填料床中传质模型研究概况60
3.2旋转填料床中磷酸钠缓冲溶液吸收SO2传质系数的计算64
3.3实验部分66
3.3.1工艺流程66
3.3.2设备、仪器及药品68
3.3.3方案69
3.3.4检测与表征70
3.4结果与讨论72
3.4.1超重力因子对Kya的影响72
3.4.2喷淋密度对Kya的影响73
3.4.3空床气速对Kya的影响74
3.4.4吸收液磷酸浓度对Kya的影响75
3.4.5入口气体中SO2体积浓度对Kya的影响76
3.4.6填料对Kya的影响77
3.4.7分层填料对Kya的影响78
3.5旋转填料床中的体积传质系数模型拟合79
3.6与填料塔中的Kya对比80
3.6.1实验部分80
3.6.2空塔气速对Kya的影响81
3.6.3喷淋密度对Kya的影响82
3.6.4入口SO2体积浓度对Kya的影响83
3.7小结84
第4章超重力场中磷酸钠溶液吸收SO2的性能研究86
4.1实验部分87
4.2检测与表征89
4.3结果与讨论89
4.3.1正交实验分析与讨论89
4.3.2并流吸收工艺参数对脱硫率的影响90
4.3.3逆流吸收工艺参数对脱硫率的影响97
4.3.4填料类型对脱硫率的影响103
4.3.5分层填料对脱硫率的影响103
4.4小结104
第5章磷酸钠脱硫富液再生性能研究106
5.1实验部分107
5.1.1工艺流程107
5.1.2设备、仪器及药品108
5.1.3方案110
5.2分析与表征111
5.3填料塔再生工艺参数对解吸率的影响111
5.3.1富液中pH值111
5.3.2富液流量112
5.3.3汽液比113
5.3.4富液中磷酸浓度114
5.3.5富液中SO2浓度114
5.3.6富液预热温度115
5.4旋转填料床再生工艺参数对解吸率的影响116
5.4.1超重力因子116
5.4.2富液pH值117
5.4.3富液流量118
5.4.4汽液比118
5.4.5富液中磷酸浓度119
5.4.6富液中SO2浓度120
5.4.7富液预热温度121
5.5两种再生设备工艺的比较121
5.6小结122
第6章旋转填料床-磷酸钠湿式再生烟气脱硫工艺研究123
6.1实验部分124
6.1.1工艺流程124
6.1.2设备、仪器及试剂125
6.1.3吸收液中磷酸根、硫酸根和亚硫酸根等离子浓度的测定125
6.1.4方案127
6.2结果与讨论127
6.2.1脱硫率随重复次数的影响127
6.2.2解吸率随重复次数的变化128
6.2.3吸收液pH值随重复次数的变化128
6.2.4吸收液中硫酸根、磷酸根等离子浓度的变化129
6.3工艺优化130
6.4小结132
第7章总结133
参考文献136
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| 內容試閱：
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随着我国经济的快速发展，工业废气对环境的影响日益严重，其中SO2是最主要的工业废气之一，它不但破坏生态平衡，也直接威胁人类的健康乃至生命。近年来，SO2排放量已占工业废气排放总量的60％以上，因此控制SO2排放成为工业废气减排的关键。2014年统计显示，全国SO2排放量高达1974.4万吨，其中，工业SO2排放量1835.2万吨，占全国SO2排放总量的90%；且各行业SO2的去除率差别较大，如独立火电厂SO2的去除率为80.3%、自备电厂SO2的去除率为48.8%、黑色金属冶炼及压延加工业SO2的去除率为31.4%、钢铁冶炼企业SO2的去除率为27.6%、非金属矿物制品业SO2的去除率仅为14.8%。为此，国务院发布了《节能减排十二五规划》，明确提出了加强电力、钢铁、化工等行业SO2污染物的防治，特别是加强一些中小锅炉的烟气治理。2011年和2012年先后制定并实施了新的火电厂大气污染物排放标准，GB 132232011，炼钢工业大气污染物排放标准GB 286642012，钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准GB 286622012，炼铁工业大气污染物排放标准GB 286632012，炼焦化学工业污染物排放标准GB 161712012，轧钢工业大气污染物排放标准GB 286652012等一系列标准，其中主要包括烟气中SO2排放浓度从之前的400～1200mgm3降低到50～200mgm3。2014年对电力又提出了超低排放标准，即燃煤机组在完成治理之后的烟气排放要达到天然气机组标准（SO2不超过35mgm3、NOx不超过50mgm3、烟尘不超过5mgm3）。可见，对烟气脱硫技术的要求越来越高。然而，我国目前广泛使用的是以湿式石灰石石灰石膏法为主的烟气脱硫技术，具有处理能力大、脱硫率高、技术成熟等优势，但存在投资大，设备易结垢、堵塞，运行费用高，副产物利用率低，易二次污染等问题。虽然脱硫率一般高达90%以上，但很难适应新的排放标准，或者经改进可以达标排放，但往往不能经济运行。而且，我国石膏资源丰富，脱硫石膏因品质差，一般作为固体废弃物填埋或露天堆放，随着烟气脱硫的大规模应用，其固体废弃物的量越来越庞大，将成为新的环境污染源。湿式再生法烟气脱硫是在湿法脱硫的基础上发展起来的吸收剂可再生循环使用的一类烟气脱硫技术，不仅具有湿法脱硫的优点，吸收剂可再生循环使用，而且可实现烟气中SO2资源化回收。但目前的湿式再生法烟气脱硫工艺的应用比例还很低，不到整个脱硫份额的10%，其原因是仍存在一些问题未能解决，例如：一次性投资大，再生能耗和成本较高；脱硫过程中易氧化成热稳定性硫酸盐，增加了吸收剂的消耗，降低了脱硫率和SO2的回收率，易结垢和堵塞设备及管道；高温解吸过程吸收剂易挥发或降解变质等，导致吸收剂损失严重。因而，创新湿式再生法烟气工艺及其装备将是提升烟气脱硫技术的根本出路，也是我国今后烟气脱硫发展的一个主要方向。其理由是：一方面，可再生的脱硫剂既可实现循环使用和SO2资源化回收，呈现环境友好的优势，又可有效解决我国硫资源短缺和需求不断增长的矛盾；另一方面，新兴的超重力烟气脱硫装置能大幅度缩小设备体积，降低投资和能耗、提高烟气的脱硫率和富液的解吸率，呈现出节能减排的优势。
围绕上述问题，本书详细分析了我国SO2污染、硫资源需求，世界各国烟气脱硫技术的研究进展、应用情况和特点。指出湿式再生烟气脱硫技术具有净化效率高、可降低PM2.5来源、吸收剂循环使用和回收SO2资源等特点，更适合解决我国硫资源短缺和需求不断增长的矛盾，且更环保、高效，更适合可持续发展。书中重点阐述了磷酸钠缓冲溶液吸收SO2的机理和理论计算过程；并对超重力模拟烟气脱硫吸收工艺和超重力脱硫富液解吸工艺进行详细描述，分析了脱硫率、解吸率、传质系数和氧化率等指标的影响因素及其影响规律，确定了适宜的工艺参数，达到了高效率、低成本的资源化烟气治理。同时，通过与填料塔吸收和解吸工艺进行对比实验，结合填料塔传质经验模型分析了超重力脱硫过程的强化机理。本书创新性地开发了超重力磷酸钠湿式再生烟气脱硫技术，丰富了超重力过程强化技术的理论和应用领域，为新型烟气脱硫治理技术特别是针对中小锅炉烟气治理技术开发提供一种新思路和途径。
本书撰写过程中，参阅了国内外众多学者的研究，并得到了中北大学化学工程与技术首席学科带头人刘有智教授的指导，在此谨向他们表示衷心的感谢。宋卫、康小峰、于娜娜、孙志斌、刘引娣、韩梅香、李超等参与了部分研究工作；在项目研究和实施过程中，得到了超重力化工过程山西省重点实验室的祁贵生、栗秀萍、焦纬洲、王建伟、张巧玲、申红艳等老师的协作；得到了国家自然科学基金（21376229）、山西省青年科技研究基金（2011021012）及山西省科技攻关（20150310195）等项目的资助；谨在此一并表示感谢。
在撰写过程中，受作者水平和学科知识面所限，书中难免存在一些疏漏和不足之处，敬请读者批评指正。
作者
2016年10月
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