专利名称：利用致电离辐射氧化亚硫酸铵的方法
技术领域：
本发明属于化工技术领域。本发明涉及一种把亚硫酸铵氧化成为硫酸铵的方法，更具体地说，是在有氧气存在的条件下，利用致电离辐射照射亚硫酸铵，把亚硫酸铵氧化成为硫酸铵的方法。
现有技术都是采用空气氧化法把亚硫酸铵氧化成硫酸铵。亚硫酸溶液中存在着电离平衡，
亚硫酸铵的空气氧化过程的化学反应如下
当溶液中亚硫酸铵的浓度增加时，氧化速度变得很慢。为了提高氧化速度，现有技术采用的方案是采用增加氧气分压，提高反应温度，添加催化剂等措施。这些措施的使用大大增加了氧化工艺的能量代价，整个氧化装置的结构非常复杂，可靠性很差。
李伟等在《高浓度亚硫酸铵氧化反应过程研究》一文中指出，亚硫酸铵直接氧化制硫酸铵的过程必须在较低的总盐(硫酸盐和亚硫酸盐)浓度(1mol/L左右)下进行。加入催化剂后虽然能够提高氧化速度，但当氨离子浓度较高时，由于氨离子与钴离子的络合，使钴离子的催化作用消失。(高浓度亚硫酸铵氧化反应过程研究，李伟，周静红，肖文德，华东理工大学学报，VOL27，No.3，2001-06)
本发明的方法是将高浓度的亚硫酸铵溶液通过喷嘴形成高速运动的亚硫酸铵溶液微小雾滴，然后将该亚硫酸铵溶液微小雾滴通过有含氧气体存在的电离辐射场，被氧气氧化成为硫酸铵。
本发明的具体过程如下首先获得高浓度的亚硫酸铵溶液，该溶液可以来自电厂脱硫，或者是来自化工厂，或者是其他的途径。该溶液被泵升高压力后经过管道输送到喷嘴，从喷嘴喷出形成细小的雾滴，进入辐照室。同时向辐照室内喷入含氧气体，辐照室内的液体雾滴和含氧气体混合后，通过有致电离辐射照射的区域，受到照射后继续运动，在辐照室的另一端气体和液体分离，气体排入大气，液体被收集到溶液槽中。液体可以被辐照一次或者多次；经过一定次数的辐照后，液体中的主要成分由亚硫酸铵转变成为硫酸铵。最后得到以硫酸铵为主要成分的溶液。
本发明的方法能够用很小的能量付出，引发剧烈的链式反应，把亚硫酸铵氧化成为硫酸铵，具有能耗低，工艺流程简单的特点。
浓度30％的亚硫酸铵溶液被泵3升高压力后沿着管道进入气液混合装置2，沿一两相喷嘴，形成平均粒径在40微米的雾滴，进入辐照室。该喷嘴向辐照室内喷出液体的同时喷入空气，空气和溶液的质量比在25/100。溶液雾滴和空气沿水平方向以5.5m/s的速度通过一个电子照射区域。产生高能电子照射区域的是一台脉冲电子加速器，该加速器发出能量在0.6Mev的电子，电子的束流强度在5mA，这些电子经过一个钛窗后进入辐照室，在辐照室内部形成一个辐照场。溶液的吸收剂量为100kGy。溶液雾滴和空气受到照射后继续运动，在辐照室的一端空气和溶液分离，空气排入大气，溶液被收集到溶液槽中。溶液被辐照3次后主要成分由亚硫酸铵转变成为硫酸铵，排出辐照装置。
权利要求
1.一种利用致电离辐射氧化亚硫酸铵的方法，其特征是将高浓度的亚硫酸铵溶液通过喷嘴形成高速运动的亚硫酸铵溶液微小雾滴，然后将该亚硫酸铵溶液微小雾滴通过有含氧气体存在的电离辐射场，被氧气氧化成为硫酸铵。
全文摘要
一种利用致电离辐射氧化亚硫酸铵的方法，属化工技术领域。本方法是将高浓度的亚硫酸铵溶液通过喷嘴形成高速运动的亚硫酸铵溶液微小雾滴，将该亚硫酸铵溶液微小雾滴通过有含氧气体存在的电离辐射场，被氧气氧化成为硫酸铵。本发明的方法能够用很小的能量付出，把亚硫酸铵氧化成为硫酸铵，具有低能耗、工艺流程简单的特点。
文档编号C01C1/24GK1401571SQ02131329
公开日2003年3月12日 申请日期2002年9月29日 优先权日2002年9月29日
发明者徐光 , 张毅, 张明 申请人:清华大学