高浓度亚硫酸铵氧化反应过程研究(4)

第3期李　伟等:高浓度亚硫酸铵氧化反应过程研究　　　229

3.4　亚硫酸根浓度的影响

　　改变亚硫酸根浓度,测定氧化速率,结果如图8所示。亚硫酸根浓度越高,其溶液的氧化速率越低。对实验数据处理关联得知,氧化速率正比于亚硫酸根的负一次方。高浓度的亚硫酸铵很难达到完全的氧化,因而,工艺上只能采用低浓度氧化再浓缩硫酸铵的办法实现硫酸铵的生产。70年代日本的工业化实验也是在类似的条件下进行的[6]

。

亚硫酸铵氧化速率影响的实验中,采用了较高的亚硫酸铵浓度,结果发现,在较高氨浓度下,钴的催化作用因其与氨离子的络合而丧失。实验数据见表1。表1数据还表明,硫氨比或pH值对氧化速率的影响不大。

1)

表1　初始S C(pH)对氧化率的影响

Table1　TheeffectofinitialS C(orpH)onoxidationof

ammoniumsulfite

X(%)

t min

pH=7.70

S C=0.5019[SO2-3]0=3.62..5.528.19

pH=6.03S C=0.6954[SO2-3]02.4.536.9210.26　

pH=5.38S C=88533]0=.33.705.659.2211.22　

pH=4.92S C=0.9530[SO2-3]0=5.518203.776.789.1311.12　

301802401)T=30°C;

图8Fig.8　Effectoftrationonoxidation

ΥC;[Co2+]=0;[SO2-O2=1;T=75°4]0=0;

1—[SO2-.52mol .31mol L;2—[SO2-L;3]0=03]0=

13—[SO2-.58mol .71mol L;4—[SO2-L3]0=23]0=4

ΥO2=1;

[NH+.5mol L～6.5mol L;4]=5

[Co2+]=1×10-4mol L

4　结　论

(1)综合研究结果可知,亚硫酸铵直接氧化制

硫酸铵的过程必须在较低的总盐(硫酸盐和亚硫酸盐)浓度(1mol L左右)下进行,这样工业过程的溶

3.5　硫酸根浓度的影响

改变溶液中初始硫酸根浓度,测定亚硫酸铵氧

化率随时间的变化,结果如图9所示。随着硫酸根浓度的增加,亚硫酸铵的氧化速率降低。对实验数据关联得知,亚硫酸铵氧化速率随硫酸根浓度的增加呈比例下降。

液蒸发量很大,能耗较高,操作费用较高,过程的经济性较差。

(2)当氨离子浓度较高时,由于氨离子与钴离子的络合,使钴离子的催化作用消失。参考文献:

[1]　冯　玲,杨景玲,蔡树中.烟气脱硫技术的发展及应用现状[J].

环境工程,1997,15(2):19224.

[2]　缪天成.我国治理二氧化硫污染的历程和建议[J].硫酸工业,

2000,(1):126.

[3]　金文松.推荐亚硫酸铵作为农用化肥施用[J].硫酸工业,1983,

(3):27233.

图9　不同初始硫酸根浓度下氧化率随时间的变化Fig.9　Effectofinitialsulfateconcentrationonoxidation

ΥC;[Co2+]=0;O2=1;T=75°

[SO2-3

]0=0.50mol L;

1—[SO2-.1mol .50mol L;2—[SO2-L;4]0=04]0=03—[SO2-.00mol .50mol L;4—[SO2-L4]0=14]0=1

[4]　GirishC,Mishra,RameshwarD,etal.Kineticsofhetero2

geneousoxidationofammoniumsulphite[J].JApplChemBiotechnol,1976,26:4012405.

[5]　Gü

rkanT.Kineticsofheterogeneousoxidationofammonium

14):380123808.sulphite[J].ChemEngSci,1992,47(13

[6]　横井正男.日本炼钢厂烟气脱硫装置开发[J].硫酸と工业,

1973,(1):1212.

[7]　南京化工研究院.硫酸生产分析方法[M].北京:燃料化学工业

　　这一结果表明,在工业过程中,要达到一定的氧化速率,吸收溶液中硫酸根的浓度不宜过高。3.6　溶液中氨根离子浓度对催化氧化的影响

在研究不同硫氨比(S C=[SO

2-3

出版社,1973.1442155.

[8]　威廉斯WJ.阴离子测定手册[M].北京:冶金工业出版社,

1987.676.

] [NH])对

+

4