光催化反应装置脱硫、脱硝效率进行了预测研究

基于多元线性回归,对TiO2光催化同时脱硫、脱硝效率进行了预测研究。在最佳实验条件下,预测了不同SO2和NOx浓度的光催化脱除效率。依据正交试验结果,确定了最佳运行工况,将温度、湿度、SO2和NOx浓度对同时脱硫、脱硝效果的影响程度划分为3个等级,在此基础上有针对性地提出了可行措施。

光催化反应装置光催化剂纳米TiO2可催化分解细菌和污染物,具有高催化活性[ 1 ]、良好的化学稳定性和热稳定性[ 2 ]、无二次污染、无刺激性、安全无毒等特点,是最具有开发前景的绿色环保催化剂之一,光催化反应装置故把TiO2光催化剂应用于烟气同时脱硫、脱硝极具开发前景。但该技术的脱除效率受温度、湿度、光照条件、氧气含量、催化剂、SO2和NOx初始浓度等众多因素的影响。本文根据TiO2光催化同时脱硫、脱硝实验,基于多元线性回归,对TiO2光催化同时脱硫、脱硝效率进行了预测。

1多元线性回归,回归分析是研究一个或几个变量对另一个变量影响程度的方法。依据资料,找出它们之间的关系式,用自变量的已知值去推测因变量的值或范围。回归分析是处理不完全确定的变量之间的相关关系的有力工具,是研究随机因变量与可控自变量之间相关关系时所作的数学建模及统计分析。它实际上是研究因素的因果关系。多于一个自变量并且所建立的模型是线性的回归分析称为多元线性回归分析。回归预测中,先对预测对象(因变量)进行定性分析,确定影响其变化的一个或多个因素(自变量) ,然后通过预测对象和影响因素的多组观察值建立适当的回归预测模型,再进行预测。由于多元线性回归计算形式比较复杂,通常用计算机进行处理。本文采用统计软件SPSS ( Statistical Package for the Social Science)来进行分析和处理,它的基本功能包括数据管理、统计分析、输出管理等。

2试验根据TiO2光催化氧化的机理和特点,试验拟采用锐钛矿型TiO2 (这种晶型TiO2的光催化活性最高[ 3 ] )的负载形式,负载于石英砂上的纳米TiO2以填料的方式填充于反应器内,试验采用钢瓶中的SO2、NOx、N2和O2 ,混合配成模拟烟气。气体总流量控制在0. 128m3 /h,模拟烟气连续通入反应器。各组分的浓度取自转子流量计读数。模拟烟气从气瓶流出,通过调节各自的流量,模拟不同的烟气状况,从底端进入催化反应器,在模拟混合烟气上升过程中,光照TiO2产生的空穴和电子与烟气中的水蒸汽、氧气形成一系列的˙O- 2 ,˙OH等活性物质,这些活性物质几乎无选择地催化氧化SO2和NOx [ 4 ]。然后,模拟烟气从反应器顶端流到气体吸收装置中,烟气流经干燥瓶干燥后,再由烟气分析仪测出烟气组分,从而计算NOx和SO2的催化氧化效率。烟气成分采用德国进口的MRU 95 /3CD烟气多组分分析仪测理,可在线检测,并由液晶显示屏显示分析结果。


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