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摘 要

本课题研究使用尿素吸收法治理含氮含氯尾气。实验使用尿素溶液在填料塔中同时吸收治理含氯含氮废气，研究在不同条件下对废气吸收的影响。得出在空气流量为0.15m³/h、尿素浓度为10%、温度为30℃、吸收液pH较低时尿素溶液对NO_X的吸收效率最好，Cl₂的添加可以很好的提高NO_X的脱除效率，而且不影响Cl₂的脱除效率。

关键词：尿素 ,填料塔，化学吸收，氮氧化物，氯气

Study on the Experiment of Removal of NO_X and Cl₂ Using Urea Solution

ABSTRACT

The research is about using urea solution to remove NO_X and Cl₂. In the experiment, urea solution is used to remove NO_X and Cl₂ simultaneously to study the effect of exhaust gas absorption in different conditions. The test result showed that the optimum operating parameters of NO_X absorption were: air flow was 0.15m³/h; urea concentration was 10%; the temperature was 30℃; the pH value of the absorbent is low. And adding Cl₂ could rise the absorption efficiency of NO_X without bothering the absorption efficiency of Cl_{2 .}

Key words: Urea; Filled tower; Chemical absorption; Nitrogen; Chlorine

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 概述 1

1.1.1 含氯含氮尾气来源 1

1.1.2 含氯含氮尾气对人类的危害 1

1.2 含氯含氮尾气的治理现状 2

1.2.1 NO_X的主要治理方法 2

1.2.2 Cl₂的主要治理方法 3

1.3 本文的目的 4

2.1 热力学定律 5

2.1.1 化学反应标准吉布斯函数 6

2.1.2 化学反应平衡常数 6

2.1.3 6

2.2 热力学分析 7

2.2.1 化学反应标准吉布斯函数的计算 8

2.2.2 化学反应标准平衡常数K⁰的计算 8

2.2.3 化学反应标准焓变的计算 9

2.3 本章小结 9

第三章 实验部分 11

3.1实验目的 11

3.2实验装置流程图 11

3.3 试剂与仪器 12

3.4尾气检测与吸收液离子分析 13

3.4.1氮氧化合物的检测 13

3.4.2氯气的检测^[21] 14

3.4.3 NO₃^-的检测^[22] 16

3.4.4 NO₂^-的检测^[22] 17

3.4.5 NH₄ 含量的测定^[22] 18

3.5实验步骤 19

第四章 实验结果与讨论 20

4.1尿素吸收NO_X实验 20

4.1.1空气流量对NO_X吸收率的影响 20

4.1.2尿素浓度对吸收率的影响 20

4.1.3温度对吸收率的影响 21

4.1.4吸收液pH对吸收率的影响 21

4.2尿素吸收氯气实验 22

4.2.1尿素浓度 22

4.2.2温度 22

4.3尿素吸收含有NO_X和Cl₂混合气体实验 23

5.1结论 24

5.2展望 24

参考文献 25

致 谢 27

第一章 文献综述

1.1 概述

为了深入贯彻可持续的发展战略，环境污染与防治问题已经引起了全世界范围内各国人民的高度重视，如何进行可持续发展和创造人与自然的和谐社会已成为国家现阶段的重要议题。怎样处理环境污染已是化学工业在21世纪的重要课题^[1]。

1.1.1 含氯含氮尾气来源

在医药化工、农药化工、精细化工和石油化工等行业中，广泛使用氯化和硝化反应生产重要的化工产品，其生产过程中会生成大量含氯化氢、氯气、氮氧化物等废气。如何安全、经济、有效地处理这些有毒有害物质长期困扰着研究人员，并且对相关产业的发展也有着极大的妨碍。其中氯气及NO_X处理麻烦且危害突出^[2]。

1.1.2 含氯含氮尾气对人类的危害

近几年来，随着硝酸的使用范围和用量显著增长，产生含NO_X废气的源头规模也随之增多、加大，NO_X在大气中的浓度有上升趋势。NO_X排放到大气中也会对环境造成很大危害。NO_X吸入人体内会刺激呼吸道、腐蚀内脏^[3]。此外还会引起各种急性或慢性中毒，并可能导致癌症的发生。NO_X还能造成二次污染：NO_X对对流层中的O₃和HC的光化学过程起着很重要的作用。同时其与HC的化学反应还是造成大气中的O₃浓度较高的最重要原因，对空气质量影响很大。同时，它还是酸雨^[4]和光化学烟雾^[5,6]形成的先驱物。

氯气是一种有高度危害的物质。一般在公共场所中的氯气含量不能够超过1mg/m³。如果皮肤与高浓度氯相接触可能会导致化学性灼伤或者炎症。轻度者会出现粘膜刺激症状，如：眼红、流泪、咳嗽，而重度者更可能出现肺水肿的症状，可能会发生昏迷和休克至死亡；有时发生喉头痉挛和水肿，造成窒息。此外还可能引起反射性呼吸抑制，发生呼吸骤停死亡。人长期接触低浓度氯气，则可能会引起各种呼吸道疾病；可引起职业性痊疮及牙齿酸蚀症。氯气会刺激和腐蚀器官粘膜，导致肺科疾病。^[7]

1.2 含氯含氮尾气的治理现状

1.2.1 NO_X的主要治理方法

近年来，有关NO_X的治理的科研以及应用已有了长足的进步，并一步步走向成熟。而目前国内外正在进行研究并且成熟且有一定优势的方法有吸附、催化还原以及吸收等方法。

（1）吸附剂吸附法

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