专利名称：一种用超声波强化脱除柠檬酸盐溶液中二氧化硫的方法
技术领域：
本发明涉及一种脱除柠檬酸盐溶液中二氧化硫的方法，特别涉及一种用超声波强化脱除柠檬酸盐溶液溶液中二氧化硫的方法。
背景技术：
二氧化硫是一种有害气体，特别是低浓度二氧化硫更是一种难以有效治理的废气。为了治理这种污染环境的废气，通常采用的方法是碱性吸收法和离子束法，但此两种方法都存在治理成本高、后续产物无法有效处理等缺点。采用柠檬酸盐溶液可以有效吸收含有二氧化硫的气体，并可以采用一些方法分离溶解在溶液中的二氧化硫，并最终以高浓度二氧化硫为产品进行销售。
目前采用的脱除柠檬酸盐溶液中二氧化硫的方法是在填料塔中，采用蒸汽将溶液加热到95℃左右，使二氧化硫受热从溶液中挥发出来，采用汽水分离装置进行二氧化硫和水的分离，冷却后即可得到较高浓的二氧化硫气体。但该工艺的蒸汽损耗过高，柠檬酸盐分解率高，有较高浓度的硫酸根离子生成，影响柠檬酸盐溶液的循环吸收。
专利申请人申请了一种采用低频超声波脱吸溶液中二氧化硫的方法，但其能耗不理想，反应时间较长，反应装置的处理溶液量不大。
发明内容
本发明的主要目的就是克服现有技术的不足，提供一种将含二氧化硫的柠檬酸盐溶液中的二氧化硫脱除，在分离过程中更加节能、减少反应时间、防止柠檬酸盐分解、减少硫酸根生成量的方法。
本发明解决问题的技术方案是在复频正交超声波作用下，使含有二氧化二硫的柠檬酸盐溶液中的亚硫酸分解为二氧化硫和水，并以二氧化硫的形式从溶液中逸出；所述复频正交超声波频率为1-5MHz，溶液的pH值保持在1-6，溶液中柠檬酸浓度保持在0.5-1.5mol/L。
所述含有二氧化二硫的柠檬酸盐溶液温度20-60℃；反应时间为1-3小时。
所述含有二氧化硫的柠檬酸盐溶液是将含有二氧化硫的气体通入柠檬酸盐溶液得到的，是在温度为20-40℃条件下进行。
将所述逸出的二氧化硫气体进行收集，所得即为高浓度二氧化硫；溶液为含有少量二氧化硫的柠檬酸溶液，将该溶液进行常规处理，用于循环吸收低浓度二氧化硫气体。
本发明的有益效果是(1)溶液中绝大部分的二氧化硫能很好的逸出，达到高效分离的目的；(2)采用超声波脱除，溶液温度可以保持在较低温度下，有效减少柠檬酸盐的损耗；(3)可以有效减少硫酸根的生成量；(4)在复频正交超声波作用下，可以比单一超声波脱除降低分离用能量，增大处理溶液量，减少反应时间。
图1为本发明工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1如图1所示，用复频正交超声波分离二氧化硫的操作步骤如下(1)在填料反应塔中，在温度30℃条件下，二氧化硫浓度为1.5％的废气与pH值4.5的1.5mol/L柠檬酸盐溶液进行反应，得到含有二氧化硫的柠檬酸盐溶液；溶液中二氧化硫浓度为160g/L；溶液的pH为1.50。
(2)将溶液加入超声波反应器中，在频率20KHz，功率为40W/L，频率1MHz，溶液温度40℃，功率为15W/L的超声波作用下，反应1小时，使95％的亚硫酸分解，并以二氧化硫的形式逸出溶液；剩余溶液进行常规处理后，用于循环吸收含二氧化硫废气。
实施实例2吸收过程与实例1相同，溶液成分与实例1基本相同。将溶液加入超声波反应器中，在溶液温度40℃条件下，在频率40KHz，功率为40W/L，频率1MHz，功率为10W/L的超声波作用下，反应1小时，使97.3％的亚硫酸分解，并以二氧化硫的形式逸出溶液；剩余溶液进行常规处理后，用于循环吸收含二氧化硫废气。
实施实例3吸收过程与实例1相同，溶液成分与实例1基本相同。将溶液加入超声波反应器中，在溶液温度45℃条件下，在频率60KHz，功率为40W/L，频率1MHz，功率为20W/L的超声波作用下，反应1小时，使98.2％的亚硫酸分解，并以二氧化硫的形式逸出溶液；剩余溶液进行常规处理后，用于循环吸收含二氧化硫废气。
单频和双频正交超声脱除二氧化硫的效果对比
权利要求
1.一种用超声波强化脱除柠檬酸盐溶液中二氧化硫的方法，其特征是在复频正交超声波作用下，使含有二氧化二硫的柠檬酸盐溶液中的亚硫酸分解为二氧化硫和水，并以二氧化硫的形式从溶液中逸出；所述复频正交超声波频率为1-5MHz，溶液的p H值保持在1-6，溶液中柠檬酸浓度保持在0.5-1.5mol/L。
2.根据权利要求1所述一种用超声波强化脱除柠檬酸盐溶液中二氧化硫的方法，其特征是所述含有二氧化二硫的柠檬酸盐溶液温度20-60℃。
3.根据权利要求1所述一种用超声波强化脱除柠檬酸盐溶液中二氧化硫的方法，其特征是反应时间为1-3小时。
4.根据权利要求1所述一种用超声波强化脱除柠檬酸盐溶液中二氧化硫的方法，其特征是所述含有二氧化硫的柠檬酸盐溶液是将含有二氧化硫的气体通入柠檬酸盐溶液得到的。
5.根据权利要求4所述一种用超声波强化脱除柠檬酸盐溶液中二氧化硫的方法，其特征是是在温度为20-40℃条件下进行。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征是将所述逸出的二氧化硫气体进行收集，所得即为高浓度二氧化硫；溶液为含有少量二氧化硫的柠檬酸溶液，将该溶液进行常规处理，用于循环吸收低浓度二氧化硫气体。
全文摘要
本发明公开了一种用超声波强化脱除柠檬酸盐溶液中二氧化硫的方法。吸收了二氧化硫的柠檬酸盐溶液，在复频正交超声波的作用下，使混合溶液中的亚硫酸变为水和二氧化硫，二氧化硫以气体的形式从溶液中逸出，经富集后可得高浓度二氧化硫；反应后的柠檬酸盐溶液可用于吸收二氧化硫。使用该方法使二氧化硫能很好的脱除富集，达到高效脱除富集废气中二氧化硫的目的，且在脱除过程中不带入有害杂质。
文档编号C07C51/42GK1796354SQ20041007349
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月27日 优先权日2004年12月27日
发明者洪涛, 薛娟琴, 李林波 申请人:西安建筑科技大学