鈉堿脫硫富液低價(jià)態(tài)膜電解再生特性的基礎(chǔ)研究.pdf

1、本文在對(duì)膜電解和鈉堿脫硫法進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，提出了低價(jià)態(tài)膜電解鈉堿再生循環(huán)煙氣脫硫法。并利用二室膜電解裝置，以亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉溶液為模擬吸收富液，對(duì)其膜電解再生部分進(jìn)行了研究。首先，對(duì)低價(jià)態(tài)膜電解再生機(jī)理進(jìn)行了探討，提出了以pH控制吸收液中各種含硫離子的比例，在低價(jià)態(tài)狀態(tài)再生鈉堿、降低能耗的方法。然后對(duì)膜電解過(guò)程中各影響因素進(jìn)行了考察，明確了其影響規(guī)律，并利用正交實(shí)驗(yàn)，確定了最佳運(yùn)行參數(shù)。結(jié)果表明：在一定范圍內(nèi)，進(jìn)入陰極室的吸收

2、富液的pH愈低，起始硫堿比(r)越高，電流效率就愈高，電解電耗越低。結(jié)果符合低價(jià)態(tài)理論。綜合吸收與再生兩方面要求，可認(rèn)為合適的陰極進(jìn)口液pH范圍為5.O～5.6，r范圍為O.89～O.92。 隨槽壓升高，電流密度增大，硫遷移比、陰極出口液pH、硫酸濃縮倍率升高，說(shuō)明高槽壓有利于鈉堿的再生和硫的回收，但同時(shí)電流效率下降，電耗大增。 液體流速對(duì)膜電解的影響比較明顯，降低流速使硫遷移比增高，硫酸濃縮倍率、電流效率增大，電耗

3、下降。說(shuō)明低流速有利于吸收液的再生和硫的回收。 增大陰極液的總濃度，硫遷移量增多，但硫遷移比下降。只要陽(yáng)極液濃度達(dá)到一定值以上，其變化對(duì)膜電解的影響就很小。膜性質(zhì)和供電方式對(duì)膜電解影響不大，恒流供電、A501SB膜有利于鈉堿再生。 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在有效硫濃度4.Omol/L的條件下，最佳運(yùn)行參數(shù)為槽壓4.OV、流量70ml/min、起始硫堿比0.9、陽(yáng)極硫酸濃度1.0mol/L。用4L吸收液在此參數(shù)下進(jìn)行膜電解，

4、可得硫的遷移比Ks＞2.91％，陰極電流效率ηs＞98.5％，平均電解電耗為1041kWh/tNaHSO3。循環(huán)運(yùn)行10個(gè)小時(shí)后，硫的總遷移比達(dá)到30.74％，出口pH從5.01變?yōu)?.47，硫堿比從O.90下降到O.62。 根據(jù)陰極室內(nèi)化學(xué)反應(yīng)與物料平衡，建立了其進(jìn)出口pH變化的關(guān)聯(lián)模型。 驗(yàn)證了低價(jià)態(tài)膜電解鈉堿液再生能夠大幅度降低電耗的理論推斷的合理性和可行性，取得了膜電解操作中各因素對(duì)鈉堿再生和硫回收影響的顯著