fe'3+和氧化亚铁硫杆菌酸性溶液催化氧化s（ⅳ）的实验研究

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1、四川大学硕士学位论文Fe<'3+>和氧化亚铁硫杆菌酸性溶液催化氧化S（Ⅳ）的实验研究姓名：赖庆柯申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张永奎20040517Y654756Fe3+和氧化亚铁硫杆菌酸性溶液催化氧化s(IV)的实验研究化学工程专业研究生：赖庆柯指导教师：张永奎烟气S02引起的酸雨污染是当代世界面If缶的重大环境问题之一。含氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)的酸性Fe”溶液烟气脱硫，是利用Fe3+对s(Ⅳ)的催化氧化作用和氧化亚铁硫杆菌对Fe2十和s(IV)的氧化性进行的烟气脱硫，是一种新

2、型的烟气脱硫技术。本文对Fe3罐化氧化s(Ⅳ)、氧化亚铁硫杆菌氧化亚硫酸盐以及两者联合作用的脱硫进行了研究。利用酸性铁离子溶液在鼓泡反应器中进行的模拟烟道气S02脱出的实验。实验研究证明，酸性Fe3+催化氧化s(Iv)的反应机理是配位催化氧化自由基反应机理，反应存在一个最佳脱硫效率的总铁离子浓度(O．13tool·L1)，在Fe(III)离子浓度较低的情况下(小于0．13mol·L．1)，反应液中的配合物主要是羟基水合铁离子，其与亚硫酸的配合物形成与分解从而产生亚硫酸自由基是反应速度的控制步骤。当Fe(IlI)离子浓度超过O．13to

3、ol·L_1后，由于多聚羟合铁离子、硫酸铁配合物等多核配位体的形成，使其在与亚硫酸根形成配合物时受到大基团的空间阻碍效应，使反应率下降。硫酸根对反应有抑制作用。利用除去铁离子的氧化亚铁硫杆菌进行了氧化亚硫酸盐的实验研究。结果表明氧化亚铁硫杆菌对亚硫酸根具有一定的氧化能力。通过对实验数据的模拟处理，证明了氧化亚铁硫杆菌催化氧化亚硫酸盐的动力学方程符合Hill方程。氧化亚铁硫杆菌催化氧化_哑硫酸盐是一个底物抑制的细胞反应，其Ks是随底物浓度的改变而变的。pH值对反应有很大的影响，pH值越接近中性，l(s越小，反应速率就越大。基于微生物酸性

4、铁离子溶液烟气脱硫特性，构建了一套内循环气升式反应器，对反应器中的流体的循环流动速度、混合时间、气液体积氧传质系数等主要流体力学行为进行了实验研究。结果表明，气升式反应器中流体的循环速度、混合时间、气含率、气液传质系数强烈依赖于气体的表观速度，在一定的范围内提高气速有利于循环流动、混合和传质。从而有更适宜的微生物生长环境。氧化亚铁硫杆菌酸性铁离子溶液的脱硫起主要作用的是铁离子，细菌主要是起到一个将还原生成的亚铁离子氧化为有催化氧化活性的铁离子。其脱硫效率要比单独用两者的都要高。关键词：脱硫；催化氧化；Fe3+；氧化亚铁硫杆菌；气升式反

5、应器ExperimentalResearchonCatalyticOxidationofS(IV)byFerricandThiobacillusferrooxidansintheAcidSolutionMajor：ChemicalEngineeringGraduateStudent：LAlQingkeSupervisor：ZHANGYongkuiAcidraincausedbyS02舶mthefluegasisoneofthemajorenvironmentalproblems．Thedesulfurizafionbyaacidsol

6、udonwithferricandThiobacillusferrooxidana，wbJehisaHewtechnologytoreducethesulf-Wcompound，utilizesthepropertiesthatr．fcanoxidationFe”andthecatalyticoxidationofFe3+．Inthispaper,thecatalyticoxidationofs(IV)byFe3十，theoxidationofsulfitebyr．fandthedesulfudzafionbythebothofFe3

7、+andZfintheacidsolution．arestudied．investigationswerecarriedout0ntheremovalofsimulatedfluegasS02usingacidferricionaqueoussolutioninabubblmgreactor．Theresultsshowedthatthemechanismofmedesulfrizationreactionwassupposed[isthecombinationofcomplexationandcatalytiooxidationan

8、d丘∞radicalreaction，andtherewasalloptimaldesulfumtioneffectwhenthetotalferricionconcentrationwasO．13tool·L．1．Th