中国现代教育装备
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 实验室建设  
基于氧化协同吸收法脱硫脱硝装置设计与实践
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2022-4-19 16:55:22
  [导读]脱硫脱硝实验是大气污染控制工程实验教学的核心内容,基于硫氧化物、氮氧化物性质和脱硫脱硝基本原理,开发出一套利用液相氧化或气相氧化协同液相吸收的实验教学装置。该实验装置投资低、便于观察、易于推广,解决了原有实验装置占地大、造价高等问题,其开放性实验内容设计可激发学生的研究兴趣,提高学生的创新能力和科研水平。该实验装置用于本科生实验教学及课外科技活动,取得良好的教学效果。

  近年来,我国城市大气污染严重,空气质量已成为全社会共同关注的焦点。燃烧产生的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)会造成酸雨、光化学烟雾、臭氧污染和雾霾等严重的大气污染,对生态环境和人体健康造成极大危害,因此对SO2和NOx的排放控制迫在眉睫。研发合适的脱硫脱硝技术是环境工程专业重要的研究领域之一[1-3]。工程实际中,应用最广泛且最成熟的技术是湿式石灰石石膏法脱硫技术(WFGD)和选择性催化还原技术(SCR)串联式脱硫脱硝技术。该技术具有投资运行费用高、占地面积大和运行费用高等特点,并不适用于中小型锅炉烟气处理。为克服原有技术的不足,研发出适用于中小型锅炉烟气的同步脱硫脱硝技术是目前的技术热点[4-5]。

  脱硫脱硝技术是高校环境工程专业本科生的重要教学内容,然而工程实际中脱硫脱硝系统庞大,在实验室很难提供一种能够复制工程、契合现场、性能稳定、安全可靠的教学装置。部分高校不得不选择简易的基础性验证实验,只停留在基本操作的训练、基本知识的掌握层面上,或选取脱硫、脱硝其中一个实验,教学内容相对单一[6-8]。为了使实验教学既贴近工程实际,又融入创新能力培养,本文利用氧化协同吸收同步脱硫脱硝工艺设计出液相氧化或气相氧化协同液相吸收脱硫脱硝实验项目,并用于大气污染控制工程教学实践中,对培养出理论知识扎实、动手能力强、具有创新能力的高素质应用型环保人才具有重要意义。

  1 氧化协同吸收法脱硫脱硝装置的设计和搭建

  2 氧化协同吸收法脱硫脱硝装置的教学应用

  3 结语

  本文搭建的氧化协同吸收法脱硫脱硝装置设计合理,其契合现场、性能稳定、安全可靠、投资低廉、易于推广,解决了原有脱硫脱硝实验系统占地庞大问题,优化了脱硫脱硝实验条件,建立了稳定可用的氧化协同吸收法脱硫脱硝装置。目前,该实验装置成功应用于环境工程专业大气污染控制工程的实验教学及课外科技活动中,取得了良好的教学效果。通过该综合实验内容的设定,使环境工程专业学生了解工程实际脱硫脱硝工艺,同时深刻理解气体扩散和气体吸收的概念,激发了学生的实践和科研兴趣。

  参考文献

  [1] 严永桂,毛中建,罗津晶,等.臭氧氧化-生物炭吸附体系协同脱硫脱硝除汞研究[J].燃料化学学报,2020(12):1452-1460.

  [2] 刘瑞琪,司桐,王春波,.基于喷淋散射技术的臭氧前置氧化氨法同时脱硫脱硝特性研究[J].动力工程学报,2020(7):586-592,604.

  [3] 楼军,徐少娟,林孝鑫,等.KMnO4氧化复合NaOH液相吸收脱除NO的研究[J].能源工程,2017(2):48-52.

  [4] 杨加强,梅毅,王驰,等.湿法烟气脱硝技术现状及发展[J].化工进展,2017(2):695-704.

  [5] 李娟娟,江斌,姜艳艳,等.O3/NaClO气液相氧化吸收剂同时脱硫脱硝试验研究[J].中国电力,2014(12):156-160.

  [6] 宋莎,黎亚明,王艳力,等.自制恒压过滤参数测定实验多功能设备的实践[J].实验技术与管理,2015(6):94-96,142.

  [7] 侯嫔,王建兵,王春荣,等.“创新教学”在环境工程专业的实践与优化[J].中国现代教育装备,2019(21):88-90.

  [8] 黄红丽,罗琳,颜智勇,等.基于科研能力培养的环境工程综合技能课的模块化课程构建[J].中国现代教育装备,2019(5):47-49,52.

  [9] 吕绿洲,林海,陈秀枝,等.环境工程专业实验课程改革与实践[J].实验技术与管理,2017(11):221-224.

  [10] 谢明波,刘慧龙.环境工程实验课程的自主设计式改革[J].实验室研究与探索,2019(2):185-188,197.

  [11] 郝吉明,马广大,王书肖.大气污染控制工程[M].3版.北京:高等教育出版社,2010.

孙也1,2 朱天乐1,2* 1.北京航空航天大学空间与环境学院 2.北京航空航天大学环境工程北京市实验教学示范中心


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