聚合硫酸铁的生产工艺研究.doc

聚合硫酸铁的生产工艺研究一=聚合硫酸铁的生产工艺研究邓九兰张文俊马良杨存金罗永才晾市劳动保护科学研免所T0J摘要烟气脱硫后生成的稀硫酸与废金属帙反应制出氢气和硫酸亚铁.氢气可供锅炉燃烧,而硫酸皿铁可进步反既生成具有应用价值的聚台硅酸妖.总结出了聚合硫酸铁生产工艺.tl1.tflti1工一Vml.1概况(其中n>2,m<10).它是继硫酸铝,聚合氯聚合硫酸铁是197睥由日本铁矿业株式会社化铝之后新开发的优良的净水剂.其水溶液中存研制成功的一种无机高分子絮凝荆,我国于1983在着Fe(H抑,rFet,(O,神H.等络离年研制成功.它的分子式为Fo(OHIn(s0|)m子.它们以OH一架桥形成多核络离子,从而变成硕士究员收稿日期:l噼4月5日一:=2t或:y=一_=(%一1)e.或:=_=(%一肌)(11)e式(11)即为沉积粉尘层与金属收尘极板界面上,面电荷密度的计算公式.由式(11)可得沉积粉尘层单位面积上的静电力9.,=号E(H一肌)(12)e这一静电力是阻止微细粉尘脱离收尘极板的一个重要因素.它严重地影响了振打清灰的效果,应引起人们的高度重视.(12)式表明,接触静电力与两种紧密接触的物质的逸出功之差成正比.由此,启发我们能否选择一种电子逸出功接近粉尘粒子,但电阻率又略小于粉尘粒子的材料来制作收尘极板,以便降低沉积粉尘层与收尘极板间的粘结力.提高振打清灰的效果,但又不影响粉尘粒子所带电荷的泄漏.以上所讨论的因接触而产生的静电力,不仅产生在粉尘粒子与收尘极板之间,在粉尘粒子之间也存在这种静电力.因为对大多数粉尘粒子而言,尽管粒子的内部性质是相似的,但其表面性Jd质却很可能不一样,所以每个粒子表面的逸出功是不均匀的.也就是说.粒子问也存在着接触电位差.显然,这种电的凝并,3结语本文仅从静电力的方面定性讨论了沉积在收尘极板上的粉尘粒子的力学性质.实际上,影响沉积粉尘层粘结力的因素很多,很有必要对这方面的问题继续进行定性定量的分析研究,以深化人们对这一问题的认识,并指导人们的实践.4参考文献lSK.Fried1allder.Sinoke.DustandHazeFundamentalsofAerosolBehaviorJohnWiley8Sonsl帆1952292唐敏愿工业安全与防尘.19o.6,(6);1453嵇敬文.除尘器.北京:中国建筑工业出版杜.19缸.3,q5414JR.McDonaldandRBMosley.JAPCA.1980-(4);卜65杨有启.静电安全技术.北京:化学工业出版社,l983.141326解广润-高压静电场.上海:上海科学技术出版杜,1987.322388了巨大的无机高分子化合物,分子量高达1】05.在污水处理中,通过上述这些络合离子,通过粘附,架桥,交联作用,促进微粒凝聚因此聚合硫酸铁作为一种优良的絮凝剂,对水中的BOD,COD,重金属有着良好的去除性能I同时也具有脱色,除臭,破乳及污泥脱水等功能可广泛用于水源,饮用水,自来水,工业废水,城市污水的处理:.目前按氧化方式的不同,聚合硫酸铁的制备方法有直接氧化法和催化氧化法.直接氧化法采用氧化剂直接将硫酸亚铁氧化为硫酸铁,水解后得到聚合硫酸铁,催化氧化法在催化剂的作用下用氧气(空气)将硫酸亚铁氧化,水解后得到聚合硫酸铁前者生产成本较后者高.本研究是国家九五攻关课题氢能应用技术研究工暖料制氢研究的个组成部分,是生产聚合硫酸铁的一种新工艺.其是利用烟气中硫氧化物(SOx)披催化氧化生成稀硫酸,再以稀硫酸与废金属铁反应制出氢气和硫酸亚铁.氢气可供锅炉燃烧,硫酸亚铁和硫酸在催化剂的作用下,可制备出应用范围广,处理性能好,具有较强竞争力的聚合硫酸铁.并总结出了聚合硫酸铁的生产工艺.2生产工艺研究2l聚合硫酸铁的制备原理利用稀硫酸与废铁反应生成氢气和硫酸亚铁.氧化还原反应:Fe+H2SO=FeSO4+H2十而硫酸亚铁在稀硫酸溶液中可以直接用氧气氧化为硫酸铁.氧是一种非常强的氧化剂,其氧化还原电位E(OffH20)=1.23V,铁的氧化还原电位为FAFe)=077V.在适当原料比例下,硫酸铁发生水解而转变为聚合硫酸铁但硫酸亚铁与氧的反应速度很慢,加入催化剂可加快反应速度.硫酸亚铁在催化剂作用下,被氧气或空气中的氧气氧化为Fe2(SO03,而后经水解,聚合反应得到聚合硫酸铁.各反应方程如下:氧化反应:FeSO4+H2S0?+1/2O2:FegSO4)3+H20(1)水解反应:FegSO&+nHaO.:FegOH)(So+n/2HzSO(2)聚合反应:FegOHh,(SO4)-,ta=(FeOH)(S04)3-】m(3)3个反应同时存在于一个体系中,互相影响,互相促进.氧化反应是3个系列反应的第一步,反应较慢,控制着整个反应过程.因此,要加快反应速度,关键是筛选一种有效的催化剂,加快氧化反应速度而水解,聚合反应的顺利进行,消耗了氧化反应的产物Fez(SO4)3,使氧化反应平衡(1)向右边移动,使FeSO4不断被氧化为FeSO03,直至反应完全.聚合硫酸铁生产的成败,关键在于控制硫酸与硫酸亚铁的浓度的适当比例,般硫酸亚铁与硫酸的摩尔比为1:035045,在此条件下就可生成聚合硫酸铁.这就是生产聚合硫酸铁的理论依据.22工艺研究22l聚合硫酸铁的制备将一定比例的硫酸和铁屑反应,使之反应完全I在热态下过滤除去杂质,调节溶液中二价铁离子浓度,同时调节硫酸亚铁与硫酸的摩尔比将温度控制在6070C之间,按一定比例加入催化剂,在常压搅拌的情况下通入氧气,恒温,使反应连续进行46h,直至生成粘稠棕红色均匀澄明藏体.222实验过程用定量的20%的硫酸与定量的铁屑反应完全,若反应不完全,可适当稍微加热.在热状态下过滤,以免结晶析出而堵塞.若铁量含量不清可进行测定.将硫酸亚铁与硫酸的摩尔比调到1:025O35之间,按一定比例加入催化剂,将温度控制在6070C之问,在不断搅拌的情况下通入空气,反应46hBp可得到棕红色粘稠液体的产品.熟化24h后,便可得到浅黄色半固态的聚合硫酸铁产品.223工业性生产工艺流程(见下页图1)22.4产品的质量,按国家标准进行分析测试,产品的指标分别为:项目国标样品密度(g/cm)(2O)全铁含量(%)盐基度()pH(1水溶液)GBl45虬一蚺封.45l_58封1.0141)0.10未检出0O14.0培.82.03025丽手_ll圉l聚合硫酸铁生产1-艺流程圈3结论(1)试验研究表明,将烟气中s0x通过催化氧化生成硫酸,与产宣e后硫酸亚铁反应制备聚合硫酸铁技术路线新颖可行,可以实现.(2)本工艺中所采用的催化剂为氧气或空气,催化剂可视聚合硫酸铁的用途不同来选择不同的催化剂.催化氧化法较直接氧化法生产聚合硫酸铁试剂用量小,成本低,运行费用少,适合于烟气的脱硫宗旨.以废治废,变废为宝.(3)此工艺制成的聚合硫酸铁不但解决了二氧化硫污染问题,而且可以用于各种有机及无机废水的除臭,脱色,其中化学耗氧量的去除率和脱色能力都优于其它所有铝盐和铁盐絮凝荆,并且它的絮凝速度快,范围广,效率高,成本低.因此此法生产的聚合硫酸铁具有较强的市场竞争能力,定能产生巨大的经济效益和社会效益.4参考文献l杨应田等.环境科学.1986,3:3822张民权等.工业水处理,1994.14(1)3林齐平.工业承处理,1994.14(2):9王l张志权.甘肃化工.1993.(1):4348(上接第39页)现时,把政府劳动安全卫生机构改为安全生产机构,把工会劳动保护机构改为经济工作机构或生产机构,容易把人们的思想搞乱,弱维护劳动者合法权益的职能,也不符台劳动法调整劳动关系的有关规定.这种机构变更反映了,人们身在向市场经济过渡,心却仍留在计划经济的思维之中.我们曾经论述过,劳动保护科学技术是一门大型的自然科学与社会科学的交叉科学.然而,在实际研究和应用中,却过分强调了它的自然科学属性.而忽略了对社会科学的研究.特别是忽略了从劳动科学,劳动经济学,劳动法学等社会科学人手,认识劳动保护在社会经济活动中的目的,意义,地位,作用,以及如何在无产阶级掌握政权的情况下,向社会主义市场经济6过渡中实现劳动保护,维护所有劳动者合法权益等一系列理论问题和现实问题.否则的话,劳动安全卫生工作改来改去,将会仍在原地踏步,甚至倒退.既影响劳动者合