亚硫酸铵氧化工艺研究
鉴于SO2排放对人类健康和生态环境的巨大危害，SO2的减排问题一直是人们关注的热点。氨法脱硫因具有效率高、产物利用率高等优点，因此在SO2减排和控制排放等方面具有良好的应用前景。亚硫酸铵的氧化过程是氨法脱硫中的一个重要环节，提高亚硫酸铵的氧化率对于该方法的推广应用具有重要意义。
本文分别采用搅拌釜式反应器和双搅拌反应器对亚硫酸铵的氧化过程进行了研究。在搅拌釜反应器中进行了单因素实验研究和催化剂的筛选工作，主要考察了温度（变化范围:40℃-70℃）、亚硫酸铵的初始pH(变化范围:3.0-7.0)、空气流量（变化范围:50 L/h-400 L/h）、亚硫酸铵的初始浓度(变化范围:0.1 mol/L-0.6 mol/L)等对氧化效果的影响;对比了硫酸钴和硫酸锰等不同盐类的催化效率确定了适宜的催化剂以及进行了动力学研究。在双搅拌反应器进行了单因素实验研究和正交实验研究，考察了搅拌桨转速(变化范围:600 r/min-1100r/min)、温度（变化范围:40℃-70℃）、亚硫酸铵的初始pH(变化范围:3.0-7.0)、空气流量(变化范围:50 L/h-400 L/h)、亚硫酸铵的初始浓度(变化范围:0.2 mol/L-0.6 mol/L)等因素对氧化效果的影响;利用正交试验对工艺的最佳实验条件进行了探索。并进行了高浓度亚硫酸铵的氧化研究。
研究结果表明:亚硫酸铵的氧化速率是随着温度、空气流量和搅拌转速的增大而增大，随着溶液的初始pH和初始浓度的增大而减小;对亚硫酸铵氧化过程催化剂的筛选最后得到最优催化剂是硫酸钴催化剂，最适宜的量是2×10-4 mol/L;亚硫酸铵的反应级数0.4，反应表观活化能15.102 kJ/mol;最佳的实验工艺条件是反应温度50℃、溶液初始pH为5.5、空气流量为250 L/h、搅拌转速为1100 r/min。对于高浓度亚硫酸铵的氧化是在催化剂浓度为2×10-4 mol/L、反应温度50℃、溶液初始pH为8.0、空气流量是250 L/h、搅拌转速是1100 r/min，在反应70 min时氧化率可达到百分之八十以上。
亚硫酸铵;氧化工艺;氨法脱硫;催化剂
北京化工大学
博士
化学工程与技术
邹海魁
2013
中文
X701.3;O643.36
79
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）