专利名称：一种净化柠檬酸盐法吸收二氧化硫解吸贫液的方法
技术领域：
本发明涉及一种再生净化柠檬酸盐法吸收低浓度二氧化硫解吸贫液的方法。
背景技术：
二氧化硫是一种有害气体，特别是低浓度二氧化硫更是一种难以有效治理的废 气。采用柠檬酸盐溶液可以有效吸收含有二氧化硫的气体，并可以采用一些方法分离溶解 在溶液中的二氧化硫，并最终以高浓度二氧化硫或以此高浓度二氧化硫为原料进行制酸， 以二氧化硫或硫酸为产品进行销售。目前采用的柠檬酸盐吸收低浓度二氧化硫的方法是采用填料塔为吸收反应器， 以一定浓度的柠檬酸盐溶液为吸收剂，使其形成高效填料吸收装置；将含有低浓度二氧化 硫的气体通过高效填料吸收装置，吸收气体中的二氧化硫；待吸收剂中二氧化硫浓度达到 一定值后，将吸收富液送至蒸汽解吸塔中解吸二氧化硫，解吸后的解吸贫液循环几次后丢 弃；同时将解吸得到的高浓度二氧化硫作为产品出售。现有方法中由于解吸温度过高造成吸收液中硫酸根类物质和柠檬酸分解产物浓 度过高，导致影响后续循环吸收和解吸过程，现有方法都是使用3-10次后作为废液排放， 在严重污染环境的同时制约了工艺成本的降低和操作稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种再生净化柠檬酸盐法吸收低浓度二氧化硫解吸贫液的 方法。为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案
一种净化柠檬酸盐法吸收低浓度二氧化硫解吸贫液的方法，包括下列步骤 解吸贫液经过由阴离子选择膜与阳极相结合、阳离子选择膜与阴极相结合的方式形成 的三室电渗析体系，在超声波发生系统的作用下，解吸贫液中的硫酸根类离子和柠檬酸根 分解产物通过阴离子选择膜进入阳极区，硫酸根类离子在阳极氧化作用下形成稀硫酸，柠 檬酸根分解产物氧化为二氧化碳和水，在阳极区形成稀硫酸；解吸贫液中的钠离子、氢离子 通过阳离子选择膜进入阴极区，形成氢氧化钠；中间区的解吸贫液最终变为净化再生的柠 檬酸溶液。更优选的，阳离子选择膜为磺酸基阳离子选择膜，阴离子选择膜为亚砜基阴离子 选择膜。更优选的，用于净化再生的柠檬酸盐溶液的解吸贫液中柠檬酸根浓度为 0. l-2mol/L、溶液pH值为2-6、硫酸根类离子浓度为5_30g/L。更优选的，所述超声波发生系统的电极电压为0. 1-2V，电极电流密度为 100-400A/m2，超声频率为20-100kHz，超声声强为3-20w/m2，电渗析温度为15_40°C，渗析时 间为0. 5-5小时。由以上方案可见，本发明有以下有益效果(1)解吸贫液中的各组分得以良好分离，净化后的液体调整配方后用于吸收过程，可取 得良好的吸收效果；
(2)解吸贫液中的各成分均成为有用产物，避免了废弃物的产生和生产过程中物料的 大量消耗；
(3)采用超声进行电化学离子选择膜渗析，可以有效强化扩散过程，降低电压和减小浓 差极化现象的发生。
图1为本发明的方法示意图。以下结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细地说明。
具体实施例方式本发明用超声电化学与离子膜渗析相结合的方式进行解吸贫液的各组分的选择 性分离；使用本发明方法进行柠檬酸盐法吸收低浓度二氧化硫解吸贫液的再生净化，比现 有直接解吸贫液外排法具有净化再生效率高、物料消耗小、有害物质可转化为产品等特点。如图1所示，本发明的方法包括以下步骤采用超声电化学与离子膜选择性渗析 相结合的方式进行解吸贫液中各组分的选择性分离；离子膜包括阳离子选择膜la和阴离 子选择膜lb ；解吸贫液中的类硫酸根离子和柠檬酸根分解产物在通过阴离子选择膜lb进 入阳极区3a，硫酸根类离子在阳极2a氧化作用下形成稀硫酸，柠檬酸根分解产物氧化为二 氧化碳和水，最终阳极区3a形成稀硫酸用于其它过程；解吸贫液中的钠离子、氢离子通过 阳离子选择膜la进入阴极区3b，形成氢氧化钠；离子选择膜中部的解吸贫液最终变为柠檬 酸溶液；柠檬酸溶液与氢氧化钠混和调整组分后用于吸收低浓度二氧化硫过程，从而实现 解吸贫液的净化再生。采用净化再生的柠檬酸盐(柠檬酸钠/钾)解吸贫液中柠檬酸根浓度为 0. l-2mol/L，溶液pH值为2-6 ；硫酸根类离子浓度为5_30g/L。采用阴离子选择膜lb与阳极2a相结合、阳离子选择膜la与阴极2b相结合的方 式形成三室电渗析；其中，阳离子选择膜la可为磺酸基阳离子选择膜，阴离子选择膜lb可 为亚砜基阴离子选择膜。采用超声电化学与离子膜选择性渗析相结合的方式进行解吸贫液中各组分的选 择性分离，其中超声波发生系统4的电极电压0. 1-2V，电极电流密度100-400A/m2，超声频 率为20-100kHz，超声声强为3-20w/m2，电渗析温度15_40°C，渗析时间0. 5-5小时。阳极区3a产出稀硫酸溶液，阴极区3b产出氢氧化钠溶液，中间区3c净化后为柠 檬酸溶液；净化后将柠檬酸溶液和氢氧化钠溶液混和调整成分后用于低浓度二氧化硫烟气 的吸收。实施例1
如图1所示，采用超声电化学离子膜渗析方法进行解吸贫液的净化再生回用于吸收过 程，将柠檬酸盐解吸贫液中柠檬酸根浓度为0. lmol/L、溶液pH值为5、硫酸根类离子浓度为 5g/L的后液置于由磺酸基阳离子选择膜和亚砜基阴离子选择膜构成的反应器中，采用电极 电压0. 3V、电极电流密度100A/m2、超声频率为40kHz、超声声强为15w/m2、电渗析温度20°C、
4渗析时间0. 5小时的条件进行再生；再生后，柠檬酸溶液中硫酸根类离子浓度降低至0. 5g/ L以下，阳极区3a产出稀硫酸溶液，阴极区3b产出氢氧化钠溶液，中间区3c净化后为柠檬 酸溶液。实施例2
如图1所示，采用超声电化学离子膜渗析方法进行解吸贫液的净化再生回用于吸收 过程，将柠檬酸盐解吸贫液中柠檬酸根浓度为lmol/L、溶液pH值为3、硫酸根类离子浓度 为15g/L的后液置于由磺酸基阳离子选择膜和亚砜基阴离子选择膜构成的反应器中，采用 电极电压1. 5V、电极电流密度300A/m2、超声频率为20kHz、超声声强为20w/m2、电渗析温度 40°C、渗析时间3小时的条件进行再生；再生后，柠檬酸溶液中硫酸根类离子浓度降低至 1. Og/L以下，阳极区3a产出稀硫酸溶液，阴极区3b产出氢氧化钠溶液，中间区3c净化后为 柠檬酸溶液。实施例3:
如图1所示，采用超声电化学离子膜渗析方法进行解吸贫液的净化再生回用于吸收过 程，将柠檬酸盐解吸贫液中柠檬酸根浓度为2mol/L、溶液pH值为3. 5、硫酸根类离子浓度为 30g/L的后液置于由磺酸基阳离子选择膜和亚砜基离子选择膜构成的反应器中，采用电极 电压2. 0V、电极电流密度350A/m2、超声频率为60kHz、超声声强为18w/m2、电渗析温度25°C、 渗析时间3小时的条件进行再生；再生后，柠檬酸溶液中硫酸根类离子浓度降低至1. Og/L 以下，阳极区3a产出稀硫酸溶液，阴极区3b产出氢氧化钠溶液，中间区3c净化后为柠檬酸 溶液。实施例4
如图1所示，采用超声电化学离子膜渗析方法进行解吸贫液的净化再生回用于吸收过 程，将柠檬酸盐解吸贫液中柠檬酸根浓度为0. 5mol/L，溶液pH值为5、硫酸根类离子浓度为 8g/L的后液置于由磺酸基阳离子选择膜和亚砜基阴离子选择膜构成的反应器中，采用电极 电压1. 2V、电极电流密度200A/m2、超声频率为80kHz、超声声强为15w/m2、电渗析温度20°C、 渗析时间5小时的条件进行再生；再生后，柠檬酸溶液中硫酸根类离子浓度降低至0. 5g/L 以下，阳极区3a产出稀硫酸溶液，阴极区3b产出氢氧化钠溶液，中间区3c净化后为柠檬酸 溶液。实施例5
如图1所示，采用超声电化学离子膜渗析方法进行解吸贫液的净化再生回用于吸收过 程，将柠檬酸盐解吸贫液中柠檬酸根浓度为0. 5mol/L，溶液pH值为5、硫酸根类离子浓度为 8g/L的后液置于由磺酸基阳离子选择膜和亚砜基阴离子选择膜构成的反应器中，采用电极 电压0. IV、电极电流密度400A/m2、超声频率为100kHz、超声声强为3w/m2、电渗析温度15°C、 渗析时间5小时的条件进行再生；再生后，柠檬酸溶液中硫酸根类离子浓度降低至0. 5g/L 以下，阳极区3a产出稀硫酸溶液，阴极区3b产出氢氧化钠溶液，中间区3c净化后为柠檬酸 溶液。当然，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实 施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，中依然可以对本发 明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等 同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
权利要求
一种净化柠檬酸盐法吸收低浓度二氧化硫解吸贫液的方法，其特征在于，包括下列步骤解吸贫液经过由阴离子选择膜(1b)与阳极(2a)相结合、阳离子选择膜(1a)与阴极(2b)相结合的方式形成三室电渗析体系，在超声波系统(4)的作用下，解吸贫液中的硫酸根类离子和柠檬酸根分解产物通过阴离子选择膜进入阳极区(3a)，硫酸根类离子在阳极氧化作用下形成稀硫酸，柠檬酸根分解产物氧化为二氧化碳和水，在阳极区(3a)形成稀硫酸；解吸贫液中的钠离子、氢离子通过阳离子选择膜进入阴极区(3b)，形成氢氧化钠；中间区(3c)的解吸贫液最终变为净化再生的柠檬酸溶液。
2.如权利要求1所述的净化柠檬酸盐法吸收低浓度二氧化硫解吸贫液的方法，其特征 在于阳离子选择膜(la)为磺酸基阳离子选择膜，阴离子选择膜(lb)为亚砜基阴离子选择 膜。
3.如权利要求1所述的净化柠檬酸盐法吸收低浓度二氧化硫解吸贫液的方法，其特征 在于用于净化再生的柠檬酸盐溶液的解吸贫液中柠檬酸根浓度为0. l-2mol/L、溶液pH值 为2-6、硫酸根类离子浓度为5-30g/L。
4.如权利要求1所述的净化柠檬酸盐法吸收低浓度二氧化硫解吸贫液的方法，其特征 在于所述超声波发生系统(4)的电渗析电极电压为0. 1-2V，电极电流密度为100-400A/ m2，超声频率为20-100kHz，超声声强为3-20w/m2，电渗析温度为15_40°C，渗析时间为0. 5-5 小时。
全文摘要
一种净化柠檬酸盐法吸收低浓度二氧化硫解吸贫液的方法，包括下列步骤解吸贫液经过由阴离子选择膜与阳极相结合、阳离子选择膜与阴极相结合的方式形成的三室电渗析体系，在超声波发生系统的作用下，解吸贫液中的硫酸根类离子和柠檬酸根分解产物通过阴离子选择膜进入阳极区，硫酸根类离子在阳极氧化作用下形成稀硫酸，柠檬酸根分解产物氧化为二氧化碳和水，在阳极区形成稀硫酸；解吸贫液中的钠离子、氢离子通过阳离子选择膜进入阴极区，形成氢氧化钠；中间区的解吸贫液最终变为净化再生的柠檬酸溶液。本方法使解吸贫液中的各组分得以良好分离，采用超声进行电化学离子选择膜渗析，可有效强化扩散过程，降低电压和减小浓差极化现象的发生。
文档编号B01D53/96GK101920167SQ201010290298
公开日2010年12月22日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者彭济时, 李林波, 洪涛 申请人:西安建筑科技大学