磷酸钠法烟气脱硫富液抗氧化性研究.pdf

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1、总第155期山西化工Total1552015年第1期SHANXICHEMICALINDUSTRYNO．1。2O15科研每舞发磷酸钠法烟气脱硫富液抗氧化性研究宋卫，袁志国，裴琼琼，黄谷一，张悦，邹旭昌(中北大学化工与环境学院，山西太原030051)摘要；通过分析磷酸钠法烟气脱硫机理和亚硫酸钠氧化反应机理，采用动力学方法，设计正交实验，考察了亚硫酸钠浓度、空气流量、磷酸浓度、溶液pH值和温度5个因素对磷酸钠脱硫富液中亚硫酸钠氧化反应速率的影响。结果表明，各因素对亚硫酸钠氧化速率影响的显著性顺序为：c(Nas)>fP>pH>T>G。磷酸钠吸收剂能够抑制亚硫酸钠

2、的氧化。实验操作范围内，磷酸钠脱硫富液中亚硫酸钠氧化速率为0．00116mol·L·h一～0．01875tool·L_。·h。研究结果为磷酸钠烟气脱硫技术中硫酸钠的生成控制提供了理论指导。关键词：烟气脱硫；磷酸钠法；氧化；硫酸钠；正交实验中图分类号：X701．3文献标识码：A文章编号：1004—7050(2015)01—0004—04亚硫酸钠的1／8～：／7。Erga研究了亚硫酸钠在引言磷酸钠缓冲溶液中的氧化情况，发现氧化时间关于亚硫酸盐的氧化反应动力学问题，国内外60rain内的氧化率为0．9，说明磷酸钠作为S0已研究了几十年l_lJ，但仍未形成统一的

3、认识。在烟吸收剂具有很好的抗氧化性。但是，他们没有系统气脱硫过程中可分为抑制氧化和强制氧化。其中，地考察磷酸钠吸收富液中各因素对亚硫酸钠氧化动石灰石一石膏湿法脱硫工艺多使用强制氧化的方法，力学的影响。由于在吸收和解吸过程中溶液中的亚以改善脱硫浆液的处理性能、防止设备结垢、生产商硫酸钠不可避免地与烟气或空气中的氧气接触，再品级石膏]。而镁法、氨法、双碱法以及其他可再生加上烟气本身含有大量起催化氧化作用的粉尘[=1叫烟气脱硫技术多采用抑制氧化的方法，尽量降低亚以及SO。1¨，硫酸钠将会随着吸收液的循环使用而硫酸盐的氧化速率，以减少吸收剂的损耗、防止设备连续积

4、累。因此，考察磷酸钠烟气脱硫体系中亚硫堵塞并降低能耗。酸钠的氧化规律，研究如何使脱硫体系中亚硫酸钠磷酸钠法作为可再生烟气脱硫方法的一种，具的氧化速率更低，有利于减少操作过程中硫酸钠结有化学性质稳定、脱硫容量大、脱硫效率高、无液体晶造成的管路堵塞问题，并降低再生过程的能耗以或固体废弃物排放等优点，是一种极具应用潜力的及吸收剂的损耗。湿式可再生脱硫剂[6-9]。李伟等研究了磷酸钠吸本文采用动力学方法，设计正交实验，测定了亚收剂循环吸收SO。过程中亚硫酸钠的氧化速率，指硫酸钠在磷酸钠缓冲溶液中的氧化速率，比较各因出在相同吸收容量下，SO的氧化速率仅为吸收剂素对

5、磷酸钠富液中亚硫酸钠氧化速率影响的显著性水平，确定使氧化速率最小的操作条件，以期为磷酸收稿日期：2014—12—3O钠烟气脱硫过程中硫酸钠的生成控制提供理论和实基金项目：山西省青年科技研究基金项目(2011021012)；山西省科技践方面的指导。攻关项目(20130321035—02)；大学生创新创业实验项目(14043312l1)作者简介：宋卫，男，1988年出生，中北大学在读硕士研究生。研究方向：化工过程强化厦烟气脱硫技术。2015年第1期宋卫，等：磷酸钠法烟气脱硫富液抗氧化性研究·5·亚硫酸钠、磷酸、氢氧化钠，均为分析纯。1反应机理2．2四价硫离子

6、浓度C(Ⅳ检测方法1．1磷酸钠缓冲溶液循环脱硫机理碘量法测定液相中CcⅣ快速方便、准确度高，国磷酸钠法烟气脱硫的本质是利用磷酸根离子的家环保总局制定了相关标准口。在中性和弱酸性多级缓冲能力。在磷酸钠脱硫体系中，同时存在溶液中，其测定原理为式(4)和式(5)。Na2SO3一NaHSO3及Na3PO4一Na2HPO4一NaH2PO4sol一4-I+H。O—SOj一+2I一+2H(4)2大钠盐缓冲体系。对于一定的温度和pH值的缓2S2Oj一十I2——，S4O一十2I一(5)冲溶液，其中各种形式粒子的分布系数是一定由于碘易升华且在水中的溶解度极小，很难保的]，而

7、与酸的浓度无关。根据亚硫酸二级和磷酸证配制浓度准确。Na。S。O。虽放置于棕色细口瓶中三级的解离平衡方程，取25℃下各自的解离平衡常避免阳光照射，但仍需定期标定其浓度。为了解决数m]，利用MATLAB编程计算出不同pH值下富以上问题，本文在参考碘量法标准HJ／T56-2000的液中各种组分的分布系数，如图1所示。可以看出，基础上，提出了改进的碘量法，该改进方法只需要准当溶液pH一1．8～6．9时，溶液中的硫元素以确配制0．1mol／L的标准亚硫酸钠溶液，而碘液、硫HSO~-为主，容易进行热再生，对解吸有利；但在代硫酸钠溶液的浓度不需要准确。该方法分3步：

8、pH一1．8～4．5时，脱硫液中还有部分HS0。，此时1)确定体积比R。移取碘液