首先考察亞氯酸鹽對(duì)該測(cè)定方法有無(wú)干擾,因亞氯酸鈉為可溶性鹽,若亞氯酸鹽沒有干擾,直接取其水溶液測(cè)定應(yīng)是相當(dāng)方便的。為此,直接稱取約1g樣品,溶于100mL容量瓶中,加入10mL緩沖溶液,用水稀釋至刻度,搖勻。取上述溶液直接測(cè)定其電位值,測(cè)定結(jié)果見表1。試驗(yàn)結(jié)果表明:亞氯酸鹽對(duì)該測(cè)定方法確有干擾。應(yīng)設(shè)法消除其干擾。消除方法是加入一定量的酸使亞氯酸鹽分解,是選擇鹽酸還是選擇硫酸分解試樣呢?特進(jìn)行氯離子和硫酸鹽離子的干擾試驗(yàn)。
亞氯酸鈉試驗(yàn)結(jié)果表明,加入氯化鈉后,其電位值明顯降低（顯示硝酸鹽含量增大）,說明氯離子對(duì)該測(cè)定確有干擾。測(cè)定中應(yīng)予以消除。
硫酸鹽離子干擾試驗(yàn)：為消除亞氯酸鹽的干擾,使用硫酸是否可行,需要進(jìn)行硫酸鹽離子對(duì)測(cè)定的干擾試驗(yàn)作出驗(yàn)證。配制10%的硫酸鈉溶液,在標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制中,加入10mL硫酸鈉溶液,視其干擾情況。
消除亞氯酸鈉的干擾,應(yīng)設(shè)法使其分解或沉淀除去,為此,采用如下方法對(duì)試樣進(jìn)行預(yù)處理。1）加入硫酸銀沉淀氯離子和亞氯酸根離子,過濾后測(cè)定清液的硝酸根含量。
2）加入硫酸溶液,于電爐上加熱至有SO3白煙冒出,冷卻后用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性.
3）加入硫酸溶液,于電爐上加熱至SO3白煙冒盡,溶液近干,冷卻后加水溶解,用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性后測(cè)定。
4）亞氯酸鈉加入硫酸溶液,于水浴上加熱至溶液呈無(wú)色,冷卻后用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性后測(cè)定。
采用上述4種方法對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明:方法1亞氯酸根祛除不*,依然干擾測(cè)定;方法2和方法3在加熱過程中,硝酸根在酸性條件下成為硝酸逸出,使測(cè)定結(jié)果偏低;方法4可行。
在自行設(shè)計(jì)的小型鼓泡反應(yīng)器中, 以亞氯酸鈉溶液作為吸收劑, 進(jìn)行了模擬煙氣同時(shí)脫硫脫硝實(shí)驗(yàn)研究, 得到反應(yīng)的*實(shí)驗(yàn)條件以及在此條件下同時(shí)脫硫脫硝效率. 分析了反應(yīng)產(chǎn)物, 推導(dǎo)出了亞氯酸鈉溶液與硫氧化物、氮氧化物的反應(yīng)歷程以及總化學(xué)反應(yīng)方程式. 利用熱力學(xué)原理計(jì)算出亞氯酸鈉溶液同時(shí)脫硫脫硝的摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)、摩爾反應(yīng)焓變、化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)以及化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)SO2和NO的分壓力. 結(jié)果表明: 亞氯酸鈉溶液同時(shí)脫硫脫硝是可行的, 且可以幾乎*的脫除煙氣中的SO2和NO. 煤燃燒排放的SO2和NOx是酸雨的前體物, 而還是光化學(xué)煙霧的前體物質(zhì), 可形成嚴(yán)重的大氣污染, 目前煙氣脫硫一般采用濕式石灰石石膏工藝, 脫硝采用選擇性催化還原或選擇性非催化還原方法, 這種傳統(tǒng)的分別脫硫脫硝技術(shù)存在設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用高, 占地面積大等不足, 因此, 煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的開發(fā)成為了目前大氣污染控制領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn). 上述研究表明, NaClO2溶液脫硫或脫硝均在低溫（20～30 ℃）進(jìn)行, 而鍋爐煙氣尤其電站鍋爐煙氣經(jīng)除塵器后, 煙溫大約為120 ℃, 如果實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用, 需耗用大量動(dòng)力降低煙氣溫度以滿足反應(yīng)溫度條件. 煙氣脫硫脫硝后, 考慮低溫?zé)煔馀欧艜?huì)導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)和煙囪的嚴(yán)重腐蝕, 不得不利用大量能量進(jìn)行煙氣再熱. 根據(jù)濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝條件, 其脫硫塔內(nèi)反應(yīng)溫度一般為50 ℃左右, 我們認(rèn)為, 具有實(shí)用意義的NaClO2溶液同時(shí)脫硫脫硝工藝應(yīng)滿足這一條件. 國(guó)外研究雖然在低溫下獲得較好的脫除效率, 但由于脫除反應(yīng)為氣-液過程, 在此溫度下會(huì)大大降低脫除效率. 因此, 前人的研究成果不具有實(shí)用意義. 另外國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)亞氯酸鈉溶液同時(shí)脫硫脫硝的熱力學(xué)研究未見報(bào)道, 由于缺少亞氯酸鈉與SO2和NO反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù), 在解決如何提高脫除效率等方面缺少理論指導(dǎo).
本文針對(duì)燃煤鍋爐實(shí)際工況條件, 注意到鼓泡反應(yīng)裝置可在一個(gè)吸收塔內(nèi)完成SO2/NOx的吸收、氧化、中和、結(jié)晶和除塵的工藝優(yōu)勢(shì), 在自行設(shè)計(jì)的小型鼓泡反應(yīng)器系統(tǒng)上, 經(jīng)對(duì)NaClO2溶液、反應(yīng)溫度、吸收溶液pH值、煙氣流量和煙氣含氧量等實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化, 在適宜溫度（50 ℃）條件下, 同時(shí)脫硫脫硝效率分別達(dá)到*和95.2%, 取得了具有實(shí)用價(jià)值的研究結(jié)果. 同時(shí), 利用熱力學(xué)原理對(duì)亞氯酸鈉溶液同時(shí)脫硫脫硝的可能性和限度進(jìn)行了計(jì)算和分析, 為深入研究亞氯酸鈉溶液同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)提供了理論依據(jù). 將配制好的模擬煙氣通入預(yù)先裝有一定濃度的NaClO2溶液的反應(yīng)器中, SO2和NO在反應(yīng)器中被NaClO2溶液氧化吸收. 模擬煙氣進(jìn)入反應(yīng)器前, 由閥門調(diào)節(jié)使其經(jīng)旁路進(jìn)入煙氣分析儀（MRU95/3CD煙氣分析儀, 德國(guó)）, 測(cè)定反應(yīng)前煙氣濃度, 實(shí)驗(yàn)時(shí), 關(guān)閉煙氣旁路, 反應(yīng)后的煙氣直接進(jìn)入煙氣分析儀. 由于NaClO2溶液脫硫脫硝過程中會(huì)產(chǎn)生大量的硫酸和硝酸, 因此隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行, 溶液的pH值不斷下降, NaClO2濃度也將相應(yīng)降低. 為了確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性, 首先作SO2和NO吸收穿透曲線, 確定SO2和NO高吸收穩(wěn)定時(shí)間段, 在該時(shí)間段取樣, 測(cè)定反應(yīng)器出口煙氣濃度, 由入口和出口濃度差值計(jì)算脫除效率. 實(shí)驗(yàn)采用恒溫水浴加熱的方法來模擬實(shí)際反應(yīng)溫度, 通過加入鹽酸或氫氧化鈉溶液來調(diào)節(jié)吸收液的初始pH值, 利用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制煙氣流量.
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