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目前,SO2的过量排放已成为我国酸雨污染的最主要原因。80年代,酸雨主要发生在西南地区,面积约为170万平方公里,到了90年代,酸雨污染扩展重叠华中、华南、华东与华北、东北的部分地区,面积已占全国面积的40％左右,SO2污染已成为制约我国社会经济可持续发展的重要因素之一。因此,研究更好运行性能的脱硫技术对有效控制SO2污染具有重要意义。 SNOX工艺是一种干法同时脱硫脱硝技术,具有脱硫硝效率高、无脱硫废弃物生成,不存在二次污染的排放和处置问题,尤其是完全没有CO2气体的产生等显著优点,是一项很具开发潜力的新工艺。 针对SNOX工艺中净化SO2的过程,运用基尔霍夫公式、化学反应等温方程式、吉布斯—亥姆霍兹方程式等对反应进行热力学计算,结果表明反应能自发进行,470℃时SO2平衡转化率为94.6％,根据SO2烟气排放标准确定催化氧化工艺需要用两级催化流程。在系统理解SO2催化氧化机理的基础上,利用模拟烟气进行了条件实验研究,首先筛选出适宜低浓度SO2高效转化的V2O5催化剂类型;改变温度、接触时间、氧硫浓度比等条件,研究S108、S101两种V2O5催化剂对5714mg/m3SO2烟气处理影响。结果如下:随着烟气温度的增加,脱硫效率逐渐上升,500℃时S108型脱硫效率达到最大值79.8％、470℃时S101型脱硫效率达到最大值85.8％;随接触时间的增加,脱硫效率逐渐上升,2.4s时S108和S101型脱硫效率分别为81.2％、91.2％;随n(O2/SO2)浓度比的增加,SO2转化率上升,n大于16时,两种型号催化剂脱硫效率不再增加。实验结果表明了S101型V2O5催化剂在较低的温度具有较高的脱硫效率,适宜低浓度SO2高效率转化,同时证明二级催化反应理论假设的合理性。确定二级催化反应入口浓度820mg/m3,进行SO2转化率的影响条件二级反应实验研究:随反应温度升高,SO2的转化率逐渐上升,470℃时SO2转化率达到最大值60.2％;随接触时间的增加,SO2转化率逐渐上升,2.0s时脱硫效率达最大值66.3％;随氧硫浓度比的增加,SO2转化率逐渐上升。两级催化反应总转化率94.3484％。以实验研究成果为依据,计算出幂数型动力学反应速率系数k=0.0779,为反应器的设计提供了理论基础。理论与实验研究成果为SNOX技术中的低浓度SO2催化氧化工艺设计提供了必要的技术参数。