淺談黃色亞硫酸鈉濃度對氧氣吸收速率的影響
　　黃色亞硫酸鈉性狀白色至灰白色結(jié)晶性粉末，無臭或稍有二氧化硫特異臭。有強還原性，極不穩(wěn)定，易氧化分解，受潮或露置空氣中會失效，并可能燃燒。加熱之更易分解，至190℃時可發(fā)生爆炸。易溶于水，不溶于乙醇。本品是亞硫酸鹽漂白劑中還原、漂白力最強者。 實驗室制備：將碳酸鈉溶液加熱到40℃通入二氧化硫飽和后，再加入等量的碳酸鈉溶液，在避免與空氣接觸的情況下結(jié)晶而制得。
　　黃色亞硫酸鈉催化吸收法煤層氣脫氧的研究：
　　含氧煤層氣，即由于煤礦的開采而釋放出的甲烷含量在20%-75%的煤層氣，在我國儲量豐富，是一種潛在的、可利用的能源。但由于含有10%-15%的氧氣，含氧煤層氣存在爆炸危險。因此，該煤層氣的脫氧是其開發(fā)利用的前提條件，本文探索了化學(xué)吸收法進(jìn)行煤層氣脫氧的可行性。首先，選擇價廉易得的亞硫酸鈉水溶液作為吸收劑，在鼓泡反應(yīng)器中通過對比試驗篩選并確定了催化效果顯著的硫酸鉆作為催化劑，并初步探索了吸收過程的工藝條件，證實亞硫酸鈉催化吸收法脫除煤層氣中的氧氣在技術(shù)上具有可行性。在此基礎(chǔ)上，以氧氣含量為15%的模擬煤層氣為研究對象，采用相界面積固定的氣液雙攪拌反應(yīng)器，對吸收過程的工藝條件，即氣液相攪拌速度、吸收液濃度、催化劑濃度、溶液pH，以及反應(yīng)溫度等因素的影響進(jìn)行了考察，確定的適宜的吸收工藝條件為:吸收溫度為600C，亞硫酸鈉溶液濃度。.4mo1/L，催化劑濃度為0.9g/L。最后，對亞硫酸鈉催化吸收法脫氧的氣液反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，證實亞硫酸鈉吸收氧氣過程分為氧氣擴散控制和氧化反應(yīng)控制兩個階段，表征控制步驟的亞硫酸鈉特征濃度與氧氣分壓有關(guān)。
　　 質(zhì)量要求，采用高效的二次除塵技術(shù)。
　　黃色亞硫酸鈉具有良好的還原性，在工業(yè)上有很多應(yīng)用。在濕法煙氣脫硫過程中，二氧化硫被溶液吸收生成亞硫酸鹽，亞硫酸鹽可以再進(jìn)行氧化生成穩(wěn)定的硫酸鹽產(chǎn)物，以用于后續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)。但亞硫酸鈉溶液作為吸收液直接用于氧氣吸收的報道很少，亞硫酸鈉氧化的反應(yīng)機理也沒有統(tǒng)一的認(rèn)識，所以本文擬對利用亞硫酸鹽溶液的氧化吸收煤層氣中氧氣的可行性展開探索，研究該過程的工藝條件，并對亞硫酸鈉溶液的氧化動力學(xué)進(jìn)行詳細(xì)研究，以期為工業(yè)應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　催化劑的選擇
　　化學(xué)反應(yīng)速率的快慢對其實際應(yīng)用有著至關(guān)重要的影響。由于亞硫酸鈉的氧化速率較慢，直接用于煤層氣脫氧，吸收過程將受制于反應(yīng)速度而效率低下，為此，考慮采用催化劑來加速該反應(yīng)，使之適用于煤層氣脫氧。實驗對活性炭、硝酸鎂、錳鉆、丹寧酸、硫酸銅和硫酸鉆等六種催化劑進(jìn)行了比較，在相同的反應(yīng)條件下，測定不同的催化劑催化作用下亞硫酸鈉的轉(zhuǎn)化速率，并以此得到各催化劑對亞硫酸鈉溶液吸收氧氣氧化的催化效果。實驗條件為：黃色亞硫酸鈉溶液濃度為0.46mo1/L，pH為10，催化劑質(zhì)量濃度均為lg/L，空氣流量為50mL/min，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)過程中亞硫酸鈉殘余濃度隨反應(yīng)時間的變化關(guān)系。
　　黃色亞硫酸鈉濃度對氧氣吸收速率的影響：
　　黃色 液軌化過程中，反應(yīng)物為亞硫酸鈉和軌氣，所以兩者的濃度對吸收反應(yīng)速率有很大的影響。為了研究亞硫酸鈉溶液濃度對吸收反應(yīng)速率的影響，在pH值為10，催化劑七水合硫酸鉆濃度為1g/L，空氣流量為50ml/min，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時間為30min的實驗條件下，在0.1mol/L-0.4mo1/L的范圍內(nèi)改變亞硫酸鈉洛液的初始濃度，考察單位體積溶液在規(guī)定時間內(nèi)對氧氣的吸收量，即單位濟液吸收的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氧氣體積（Lo2/L液）據(jù)此判斷亞硫酸鈉濃度對執(zhí)氣吸收速率的影響。
　　隨著黃色亞硫酸鈉濃度的提高，在亞硫酸鈉溶液濃度為0.2mo1/L處，溶液吸氧量出現(xiàn)峰值。出現(xiàn)峰值的原因很可能是由于亞硫酸鈉的氧化過程是一個氣液非均相反應(yīng)，宏觀反應(yīng)速率受到氣相軟氣傳質(zhì)速率和液相亞硫酸鈉與濟軟反應(yīng)速率的雙重影響。在亞硫酸鈉溶液濃度較小時，反應(yīng)速率是過程的控制步驟，液相亞硫酸鈉濃度對反應(yīng)速率的影響占主導(dǎo)地位，因而，黃色亞硫酸鈉的軌化速度隨其濃度的增大而提高，當(dāng)亞硫酸鈉溶液濃度較大時，反應(yīng)速度足夠快，氧氣的傳質(zhì)速度成為過程的控制步驟，任何影響氧氣在兩相間傳遞以及在液相中擴散的因素，都會影響總反應(yīng)速度，因此。隨著亞硫酸鈉溶液濃度的增加，溶液粘度越人，氧氣在界面和液相中的擴散阻力增大，導(dǎo)致反應(yīng)速率呈現(xiàn)下降趨勢。這個研究結(jié)果表明若采用亞硫酸鈉萬齊液作為氧氣的化學(xué)吸收劑，要保證足夠快的氧氣吸收速度，亞硫酸鈉的濃度不宜過高，存在一個最佳值。但是從煤層氣脫氧的角度看，一個性能優(yōu)良的化學(xué)吸收劑應(yīng)具有吸收速率快，吸收容量人的特性，而吸收容量與吸收劑的濃度成正比，因此，亞硫酸鈉濃度的選擇還應(yīng)考慮吸收容量的問題。
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