脱硫废液的除盐和回用技术研究

论文摘要

湿法氧化脱硫技术,虽然具有脱硫率高、常温常压下操作、可转化为单质硫、脱硫液可循环使用等优点,然而一旦脱硫液中富集了大量的氧化副产物如硫酸盐、硫氰酸盐及硫代硫酸盐后,脱硫效率大大下降,而其中盐浓度远远超过了排放标准,成为工厂生产和环境保护的难题,因此亟需探索经济有效的脱硫废液处理方法。本文针对以Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液为吸收液的湿法氧化脱硫技术所形成的脱硫废液,探索经济有效的处理方法,降低其中含硫化合物的浓度、使其达到污水排放标准,或提取其中含硫盐、使水体重新作为脱硫液使用。本文提出电化学法、光化学法及化学沉淀法三种技术方案,研究发现：采用电化学氧化脱硫废液中Na2S2O3,可以在阳极表面氧化转化为硫酸盐。本文采用钛钌为工作电极、钛铂为对电极、饱和甘汞电极为参比的三电极体系,控制槽电压为0.9V,优化条件后Na2S2O3在1h内的去除率为21%；采用光催化氧化脱硫废液中的SCN,优化条件后TiO2为光催化剂紫外光照射下脱硫废液中的硫氰酸钠浓度在1.5h时间内可减少52.5%左右,然而放置暗处硫氰酸钠浓度有所增加,分析其原因可能是因为光化学反应产物（SCN）2不稳定引起的,反应机理尚需进一步研究；采用在脱硫废液中引入硫酸铜作为沉淀剂,则溶液中SCN-以CuSCN形式沉淀析出,例如,向废液中加入低于0.5倍化学计量比的硫酸铜,则滤液中的NaSCN浓度减少35.5%,而S2O32-和Cu2+浓度皆未检出,滤液中硫酸钠浓度接近饱和值,经低温结晶析出后的水体补加Na2CO3后可作为脱硫液继续使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 煤和煤气中的含硫化合物
• 1.1.2 含硫化合物的危害
• 1.2 脱硫技术介绍
• 1.2.1 湿法脱硫
• 1.2.1.1 改良蒽醌法
• 1.2.1.2 氨水液相催化法
• 1.2.1.3 萘醌法
• 1.2.1.4 PDS法
• 1.2.1.5 改良砷碱法
• 1.2.1.6 栲胶法
• 1.2.1.7 环丁砜法
• 1.3 湿法氧化法中栲胶法副反应的产生及处理方法
• 1.3.1 栲胶法副反应的产生
• 1.3.2 脱硫废液的化学组成
• 1.3.3 脱硫废液的处理方法
• 1.4 选题的目的和意义
• 1.5 课题研究内容及方法
• 第二章 电化学氧化硫代硫酸钠
• 2.1 引言
• 2.2 实验试剂和材料
• 2.3 实验仪器
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 模拟溶液的制备
• 2.4.2 循环伏安实验
• 2.4.2.1 阳极材料的选择
• 2.4.2.2 阴极材料的选择
• 2.4.3 恒电位实验
• 2.4.3.1 反应时间对恒电位实验的影响
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 循环伏安实验选择阳极材料
• 2.5.2 循环伏安实验选择阴极材料
• 2.5.3 反应时间对恒电位去除效率的影响
• 2.5.3.1 钛钯为工作电极
• 2.5.3.2 钛钌为工作电极
• 2.6 小结
• 2光化学催化NaSCN'>第三章 TiO₂光化学催化NaSCN
• 3.1 引言
• 2光催化氧化的原理'>3.2 TiO₂光催化氧化的原理
• 3.3 实验试剂和材料
• 3.4 实验仪器
• 3.5 实验方法
• 3.5.1 模拟溶液的制备
• 3.5.2 光催化实验及其装置
• 3.5.3 光催化条件实验
• 3.5.4 反应时间对光催化作用的实验
• 3.5.5 反应时间对实际水样光催化作用的实验
• 2'>3.5.6 改性TiO₂
• 2光催化NaSCN'>3.5.7 改性后的TiO₂光催化NaSCN
• 3.6 结果与讨论
• 3.6.1 光催化条件的影响
• 3.6.2 反应时间的影响
• 3.6.3 反应时间对实际水样的影响
• 2对NaSCN的效果影响'>3.6.4 讨论并评价改性后的TiO₂对NaSCN的效果影响
• 3.6.5 反应产物分析
• 第四章 沉淀法处理硫氰酸钠
• 4.1 引言
• 4.2 实验试剂和仪器
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 模拟水样的配制
• 4-5H₂O沉淀法考察单组份NaSCN体系'>4.3.2 CuSO₄-5H₂O沉淀法考察单组份NaSCN体系
• 4·5H₂O的加入量'>4.3.2.1 CuSO₄·5H₂O的加入量
• 4.3.2.2 反应时间
• 4.3.2.3 反应温度
• 4·5H₂O沉淀法考察单组分Na₂S₂O₃'>4.3.3 CuSO₄·5H₂O沉淀法考察单组分Na₂S₂O₃
• 4·5H₂O沉淀法考察NaSCN和Na₂S₂O₃混合液'>4.3.4 CuSO₄·5H₂O沉淀法考察NaSCN和Na₂S₂O₃混合液
• 4·5H₂O沉淀法考察NaSCN,Na₂S₂O₃和Na₂SO₄混合体系'>4.3.5 CuSO₄·5H₂O沉淀法考察NaSCN,Na₂S₂O₃和Na₂SO₄混合体系
• 4·5H₂O沉淀法考察实际溶液'>4.3.6 CuSO₄·5H₂O沉淀法考察实际溶液
• 4.3.7 pH与单组份NaSCN浓度实验
• 2S₂O₃混合体系中NaSCN的影响'>4.3.8 pH对NaSCN和Na₂S₂O₃混合体系中NaSCN的影响
• 4·5H₂O溶解度与pH的关系'>4.3.9 CuSO₄·5H₂O溶解度与pH的关系
• 4.3.10 三种铜盐处理NaSCN
• 4.4 测定方法分析
• 4.4.1 XRD分析
• 4.4.2 场发射扫描电镜SEM分析
• 4.4.3 EDS分析
• 4.4.4 小结
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 热力学推理反应机理
• 4.5.2 单组份NaSCN体系的讨论
• 4·5H₂O加入量的影响'>4.5.2.1 CuSO₄·5H₂O加入量的影响
• 4.5.2.2 反应时间的影响
• 4.5.2.3 反应温度的影响
• 2S₂O₃的影响'>4.5.3 对单组分Na₂S₂O₃的影响
• 4·5H₂O加入量对NaSCN和Na₂S₂O₃的影响'>4.5.4 CuSO₄·5H₂O加入量对NaSCN和Na₂S₂O₃的影响
• 2S₂O₃和Na₂SO₄混合的影响'>4.5.5 对NaSCN,Na₂S₂O₃和Na₂SO₄混合的影响
• 4·5H₂O沉淀法对甲醇车间污水作用的效果'>4.5.6 对CuSO₄·5H₂O沉淀法对甲醇车间污水作用的效果
• 4.5.7 pH对NaSCN的影响
• 4.5.7.1 pH对单组份NaSCN的影响
• 2S₂O₃混合体系中NaSCN的影响'>4.5.7.2 pH对NaSCN和Na₂S₂O₃混合体系中NaSCN的影响
• 4.5.8 硫酸铜溶解度与pH的关系
• 4.5.9 对比三种铜盐对体系去除的影响
• 4.6 小结
• 第五章 分析方法
• 5.1 本实验采用的脱硫液中各个组分的分析方法
• 5.1.1 NaSCN的测定方法
• 2+的测定方法'>5.1.2 Cu²⁺的测定方法
• 2SO₄的测定方法'>5.1.3 Na₂SO₄的测定方法
• 2S₂O₃的测定方法'>5.1.4 Na₂S₂O₃的测定方法
• 5.1.4.1 滴定法
• 5.1.4.2 紫外分光光度法
• 5.1.5 总碱度的测定方法
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书