脫硫廢水亞硫酸鈣催化氧化動力學研究

徐宏建, 潘衛國

(上海電力大學 a.環境與化學工程學院; b.發電環保技術研究中心, 上海 200090)

電石渣是乙炔生產過程中電石水解后的沉淀物,主要成分為Ca(OH)2,伴有硅、鐵、鋁、鎂、硫、磷的氧化物或氫化物等雜質。其屬于副產品工業廢棄原料,可作為脫硫劑,代替石灰石應用到濕法煙氣脫硫系統中。與石灰石-石膏法一樣,電石渣脫硫后的產物也是亞硫酸鈣。其氧化是該工藝的一個重要過程,直接影響最終脫硫效率的高低。當亞硫酸鈣氧化率達不到一定程度(大于95%)時,就沒有足夠的石膏結晶體使石膏晶體迅速生長,大量硫酸鈣會隨漿液循環在脫硫系統中,導致石膏在脫硫設備內結垢[1]。另外,氧化風機運行不良導致亞硫酸鈣氧化不完全,會對水體和大氣造成二次污染[2]。

對亞硫酸鹽氧化的研究已經有幾十年的歷史,但由于該反應涉及到傳質和化學動力學綜合影響的因素,至今還沒有獲得對其中機制的完全理解,所以亞硫酸鹽的宏觀反應動力學在近些年得到了更多重視。文獻[3]研究了利用噴霧干燥法得到脫硫副產物亞硫酸鈣的氧化動力學。亞硫酸鹽的氧化動力學對實驗條件極其敏感[4],微量的催化劑就能在很大程度上改變氧化速率[5]。文獻[6]模擬了煙氣脫硫副產物亞硫酸鈣的氧化過程,以Co2+為催化劑研究了其催化氧化性能。

相對于石灰石-石膏煙氣脫硫工藝中亞硫酸鈣的氧化過程,電石渣的成分比較復雜,雜質離子較多,所以電石渣-石膏法的亞硫酸鈣氧化率不高[7]。……