專(zhuān)利名稱(chēng)：利用致電離輻射氧化亞硫酸銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種把亞硫酸銨氧化成為硫酸銨的方法，更具體地說(shuō)，是在有氧氣存在的條件下，利用致電離輻射照射亞硫酸銨，把亞硫酸銨氧化成為硫酸銨的方法。
現(xiàn)有技術(shù)都是采用空氣氧化法把亞硫酸銨氧化成硫酸銨。亞硫酸溶液中存在著電離平衡，
亞硫酸銨的空氣氧化過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)如下
當(dāng)溶液中亞硫酸銨的濃度增加時(shí)，氧化速度變得很慢。為了提高氧化速度，現(xiàn)有技術(shù)采用的方案是采用增加氧氣分壓，提高反應(yīng)溫度，添加催化劑等措施。這些措施的使用大大增加了氧化工藝的能量代價(jià)，整個(gè)氧化裝置的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，可靠性很差。
李偉等在《高濃度亞硫酸銨氧化反應(yīng)過(guò)程研究》一文中指出，亞硫酸銨直接氧化制硫酸銨的過(guò)程必須在較低的總鹽(硫酸鹽和亞硫酸鹽)濃度(1mol/L左右)下進(jìn)行。加入催化劑后雖然能夠提高氧化速度，但當(dāng)氨離子濃度較高時(shí)，由于氨離子與鈷離子的絡(luò)合，使鈷離子的催化作用消失。(高濃度亞硫酸銨氧化反應(yīng)過(guò)程研究，李偉，周靜紅，肖文德，華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)，VOL27，No.3，2001-06)
本發(fā)明的方法是將高濃度的亞硫酸銨溶液通過(guò)噴嘴形成高速運(yùn)動(dòng)的亞硫酸銨溶液微小霧滴，然后將該亞硫酸銨溶液微小霧滴通過(guò)有含氧氣體存在的電離輻射場(chǎng)，被氧氣氧化成為硫酸銨。
本發(fā)明的具體過(guò)程如下首先獲得高濃度的亞硫酸銨溶液，該溶液可以來(lái)自電廠脫硫，或者是來(lái)自化工廠，或者是其他的途徑。該溶液被泵升高壓力后經(jīng)過(guò)管道輸送到噴嘴，從噴嘴噴出形成細(xì)小的霧滴，進(jìn)入輻照室。同時(shí)向輻照室內(nèi)噴入含氧氣體，輻照室內(nèi)的液體霧滴和含氧氣體混合后，通過(guò)有致電離輻射照射的區(qū)域，受到照射后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，在輻照室的另一端氣體和液體分離，氣體排入大氣，液體被收集到溶液槽中。液體可以被輻照一次或者多次；經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的輻照后，液體中的主要成分由亞硫酸銨轉(zhuǎn)變成為硫酸銨。最后得到以硫酸銨為主要成分的溶液。
本發(fā)明的方法能夠用很小的能量付出，引發(fā)劇烈的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，把亞硫酸銨氧化成為硫酸銨，具有能耗低，工藝流程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
濃度30％的亞硫酸銨溶液被泵3升高壓力后沿著管道進(jìn)入氣液混合裝置2，沿一兩相噴嘴，形成平均粒徑在40微米的霧滴，進(jìn)入輻照室。該噴嘴向輻照室內(nèi)噴出液體的同時(shí)噴入空氣，空氣和溶液的質(zhì)量比在25/100。溶液霧滴和空氣沿水平方向以5.5m/s的速度通過(guò)一個(gè)電子照射區(qū)域。產(chǎn)生高能電子照射區(qū)域的是一臺(tái)脈沖電子加速器，該加速器發(fā)出能量在0.6Mev的電子，電子的束流強(qiáng)度在5mA，這些電子經(jīng)過(guò)一個(gè)鈦窗后進(jìn)入輻照室，在輻照室內(nèi)部形成一個(gè)輻照?qǐng)?。溶液的吸收劑量?00kGy。溶液霧滴和空氣受到照射后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，在輻照室的一端空氣和溶液分離，空氣排入大氣，溶液被收集到溶液槽中。溶液被輻照3次后主要成分由亞硫酸銨轉(zhuǎn)變成為硫酸銨，排出輻照裝置。
權(quán)利要求
1.一種利用致電離輻射氧化亞硫酸銨的方法，其特征是將高濃度的亞硫酸銨溶液通過(guò)噴嘴形成高速運(yùn)動(dòng)的亞硫酸銨溶液微小霧滴，然后將該亞硫酸銨溶液微小霧滴通過(guò)有含氧氣體存在的電離輻射場(chǎng)，被氧氣氧化成為硫酸銨。
全文摘要
一種利用致電離輻射氧化亞硫酸銨的方法，屬化工技術(shù)領(lǐng)域。本方法是將高濃度的亞硫酸銨溶液通過(guò)噴嘴形成高速運(yùn)動(dòng)的亞硫酸銨溶液微小霧滴，將該亞硫酸銨溶液微小霧滴通過(guò)有含氧氣體存在的電離輻射場(chǎng)，被氧氣氧化成為硫酸銨。本發(fā)明的方法能夠用很小的能量付出，把亞硫酸銨氧化成為硫酸銨，具有低能耗、工藝流程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01C1/24GK1401571SQ02131329
公開(kāi)日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2002年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月29日
發(fā)明者徐光 , 張毅, 張明 申請(qǐng)人:清華大學(xué)