有效去除大氣中的H2S、SO2以及廢水中的硫化物是環(huán)境保護的重要課題。
(1)去除廢氣中H2S的相關(guān)熱化學方程式如下:
2H2S(g)+3O2(g)═2H2O(l)+2SO2(g)△H=akJ?mol-1
2H2S(g)+SO2(g)═2H2O(l)+3S(s)△H=bkJ?mol-1
反應(yīng)2H2S(g)+O2(g)═2H2O(l)+2S(s)△H=kJ?mol-1
為了有效去除廢氣中的H2S,在燃燒爐中通入的H2S和空氣(O2的體積分數(shù)約為20%)體積比一般控制在0.4,理由是
若大于0.4,H2S會有剩余,脫除效率低,如果小于0.4,則H2S會部分氧化成大氣污染物SO2
若大于0.4,H2S會有剩余,脫除效率低,如果小于0.4,則H2S會部分氧化成大氣污染物SO2
。
(2)電化學氧化法是一種高效去除廢水中硫化物的方法,電解NaHS溶液脫硫的原理如圖1所示。堿性條件下,HS-首先被氧化生成中間產(chǎn)物Sn2-,Sn2-容易被繼續(xù)氧化而生成硫單質(zhì)。
①陽極HS-氧化為Sn2-的電極反應(yīng)式為nHS--2(n-1)e-+nOH=Sn2-+nH2O
nHS--2(n-1)e-+nOH=Sn2-+nH2O
。
②電解一段時間后,陽極的石墨電極會出現(xiàn)電極鈍化,導致電極反應(yīng)不能夠持續(xù)有效進行,其原因是陽極產(chǎn)生的硫覆蓋在石墨電極表面,導致石墨電極導電性下降
陽極產(chǎn)生的硫覆蓋在石墨電極表面,導致石墨電極導電性下降
。
(3)用CO(NH2)2(N為-3價)水溶液吸收SO2,吸收過程中生成(NH4)2SO4和CO2.該反應(yīng)中的氧化劑是O2
O2
。
(4)在一定條件下,CO可以去除煙氣中的SO2,其反應(yīng)原理為2CO+SO2═2CO2+S.其他條件相同、以比表面積大的γAl2O3作為催化劑,研究表明,γAl2O3在240℃以上發(fā)揮催化作用。反應(yīng)相同的時間,SO2的去除率隨反應(yīng)溫度的變化如圖2所示。240℃以前,隨著溫度的升高,SO2去除率降低的原因是溫度較低時(小于240℃),SO2能夠被催化劑吸附,SO2含量降低,隨著溫度的升高催化劑的吸附能力減弱,導致催化劑吸附的SO2減少;
溫度較低時(小于240℃),SO2能夠被催化劑吸附,SO2含量降低,隨著溫度的升高催化劑的吸附能力減弱,導致催化劑吸附的SO2減少;
。240℃以后,隨著溫度的升高,SO2去除率迅速增大的主要原因是溫度較高(大于240℃)時,發(fā)生反應(yīng)2CO+SO2=2CO2+S,SO2在催化劑存在條件下被CO還原,溫度升高,催化劑活性增強,反應(yīng)速率加快,SO2去除率增大
溫度較高(大于240℃)時,發(fā)生反應(yīng)2CO+SO2=2CO2+S,SO2在催化劑存在條件下被CO還原,溫度升高,催化劑活性增強,反應(yīng)速率加快,SO2去除率增大
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