鈉堿法煙氣脫硫廢液的膜電解再生技術(shù)及機理研究.pdf

1、二氧化硫的大量排放造成嚴(yán)重的大氣污染,帶來巨額的經(jīng)濟損失.目前常用的脫硫技術(shù)普遍存在著投資、運行成本高的問題,嚴(yán)重地制約了脫硫措施的實施. 在對膜電解和鈉堿脫硫法進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上,本文提出了低價態(tài)膜電解鈉堿再生循環(huán)煙氣脫硫法.利用不同電解單元,以亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉溶液為模擬吸收富液,對其膜電解再生部分進(jìn)行了研究.結(jié)果表明: 在兩室單陰膜電解單元中:電流密度越大、陰極液的進(jìn)口pH值越低、陽極液濃度越大、流速越快吸收液

2、再生和硫回收效果越好.理論模型為單陰膜電解過程中硫的理論電解效率與陰極進(jìn)出口液酸度關(guān)系式,實驗證明該模型完全符合實際情況,計算結(jié)果亦顯示膜電解一次性再生硫的電解效率不會超過50﹪,且在一定的pH值范圍內(nèi)該模型有較好的穩(wěn)定性. 在三室陰陽膜電解單元中:隨著電解溶液濃度、電流密度及陽極液硫酸濃度的增大,系統(tǒng)電流效率有逐漸降低之勢.隨著電解溶液pH值和陰、陽極液流速的不斷增大,系統(tǒng)電流效率有逐漸上升之勢.理論推導(dǎo)模型表明:當(dāng)pH值控制

3、在5.0～5.5范圍時,在鈉離子和總硫同時遷出的共同作用下中間室溶液的氫離子濃度幾乎不改變.當(dāng)?shù)蚿H值時,膜電解過程中溶液的pH值不斷升高；當(dāng)高pH值時,膜電解過程中溶液的pH值不斷降低. 在三室雙陽膜電解單元中:電解溶液濃度、pH值對系統(tǒng)電流效率的影響不明顯.隨著電流密度的增大,中間室電流效率呈逐漸降低之勢.隨著陽極液硫酸濃度的增大,系統(tǒng)電流效率呈逐漸上升之勢,但總體上升幅度不大.理論推導(dǎo)模型表明:中間室進(jìn)口液pH值在5.0左

4、右時,出口液pH值是最低的.在出口液pH上限接近6、下限接近3時溶液的pH變化減緩,要達(dá)到解吸所需的pH值,需要進(jìn)一步加大膜面積.陰極室鈉離子遷移率增加出口液pH提高,再生程度提高,并且有突變,表明要達(dá)到高的出口液pH,就需要加大膜電解的膜面積,或加大膜電壓,以提高鈉離子遷移率,并且盡量控制在pH值發(fā)生突變的范圍附近再生.通過以上關(guān)系式可以通過計算鈉離子的遷移量來設(shè)計膜電極裝置的膜面積,并優(yōu)化膜電解裝置的操作條件和設(shè)備大小. 本