(
O H
)
2
或
C aCO
3
, 使模拟出塔脱硫液再生。 同时记录
再生过程中浆液的 pH 值随时间的变化过程。
2
12 实验结果
2
1211 以石灰为再生剂
石灰既广泛用作浆液烟气脱硫过程的脱硫剂, 也
广泛用作“双碱法”
烟气脱硫过程的再生剂。 为分析问
题方便, 本文用试剂
C a
(
O H
)
2
代替石灰进行研究。用
固体
C a
(
O H
)
2
对模拟出塔脱硫液进行再生时, 再生
体系的 pH 值随时间的变化见图 2。整个过程可以分为
4 个阶段: 在第一阶段
C a
(
O H
)
2
溶解产生的
O H
-
迅
速中和系统中的游离
H
+
, 使 pH 迅速升高到 7 附近;
当游离的
H
+
基本被完全中和后进入第二阶段, 该阶
段内主要反应为:
2
N aH S O
3
+
C a
(
O H
)
2
N a
2
S O
3
+
C aS O
3
↓+ 2
H
2
O
图
2
再生过程中
pH
值随时间的变化
与第一阶段相比, 该阶段内的 pH 值升高比较缓慢 (在
有些实验条件下, 过程进行得较快, 该阶段似乎不存
在)。 在 pH 值约高于 8 时进入第三阶段, 系统中游离
的和非游离的
H
+
已被全部中和,
C a
(
O H
)
2
溶解使
O H
-
在系统中迅速累积, 导致系统 pH 值迅速升高, 其
主要反应为:
N a
2
S O
3
+
C a
(
O H
)
2
C aS O
3
↓+ 2
N aO H
在第四阶段, 反应已基本达到了平衡后, pH 值也就基
本保持恒定了。
由上可知: 用
C a
(
O H
)
2
作再生剂时, 再生出的脱
硫剂主要有两种: 一种是当 pH 值在 9 以下时, 脱硫剂
以
S O
3
2-
为主; 另一种是在较高 pH 值下, 脱硫剂以
O H
-
为主。由图 2 还可知: 当有足量的
C a
(
O H
)
2
存在
时, 再生反应速度是很快的, 不论是在 50℃还是 25℃
下, 一般约在 2
m in
内即可基本完成。随钠离子浓度的
升高, 再生液的终了 pH 值也升高; 钠离子浓度大于
300 mm o l
gÙ
L 时, 终了 pH 值可升至 12 以上。钠离子浓
度相同时, 50℃下的再生液的最终 pH 值略低于 25℃
下的相应值。 这主要是因为
C a
(
O H
)
2
的溶度积常数
随温度的升高而下降; 而水的电离平衡常数随温度的
升高而升高。
2
1212 以石灰石为再生剂
石灰石因其低廉的价格和理想的反应 pH 值而广
泛用作湿钙法浆液烟气脱硫过程的脱硫剂, 同时也是
双碱法烟气脱硫过程的重要再生剂。 国外用石灰石作
再生剂的双碱法烟气脱硫过程已经投入了运行
[ 4 ]
。 为
分析问题方便, 本文用试剂
C aCO
3
代替石灰石进行研
究。在 50℃下再生钠离子浓度为 500 mm o l
gÙ
L 的模拟
出塔脱硫液时, 系统 pH 值与再生时间的关系见图 3。
在反应的开始阶段, pH 值较低, 离反应的最终平衡点
较远, 反应速度较快, pH 值随时间升高的也较快; 当
再生反应进行到一定程度后 (如 60m in 以后) , 浆液已
达到了较高的 pH 值 (已接近于反应的最终平衡点) ,
此时 pH 值的变化就相当缓慢了。 这一现象与由
C a
2
CO
3
在脱硫液中的溶解速率与 pH 值的关系得出的结
论相一致
〔
5
〕
。 其它钠离子浓度的模拟出塔脱硫液再生
时的情况与此相似。
图
3
浆液
pH
值随再生时间的变化关系
用
C aCO
3
再生模拟脱硫液时, 首先是
C aCO
3
的溶
解, 产生的
CO
3
2-
再水解产生
O H
-
, 其后经历的反应
与用
C a
(
O H
)
2
相似。 但由于受
C aCO
3
溶解 pH 值的
影响, 该再生体系的 pH 值不可能升得太高, 再生出的
主要脱硫剂为 SO
3
2-
。
与用石灰作再生剂的再生过程 (图 2) 相比, 用
C a
2
CO
3
再生模拟出塔脱硫液时, 其再生速率要慢得多。在
实验条件下经过 170
m in
后, pH 值已达约 8
16, 但仍在
0
5
重 庆 环 境 科 学
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卷
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