乔磊
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摘要：湿法烟气脱硫工艺是燃煤发电行业当中比较常见的二氧化硫控制技术，该技术有着诸多突出优点，在实际应用过程中，需要定期排放富氯脱硫废水。一般的化学沉淀处理技术，无法有效去除废水当中的氯离子，这样会造成这部分水无法直接排放，也更加不能回收利用。文章基于电解处理氯离子的方法，并对离子膜电解过程开展实验探究，并对电解技术工艺的有效性和经济性进行了分析与评估。
关键词：脱硫系统；氯离子；电解转化；特性
前言：湿法脱硫工艺技术主要使用工业氨水为吸收剂，并将其输送到脱硫塔当中，硫酸铵浆液和烟气逆流有效接触，二氧化硫逐渐被吸收，和硫酸铵浆液以及氧化空气之间发生反应。该技术相对成熟，效率也更高，稳定性强。在实际操作中，硫酸铵浆液中的氯离子不断的聚集，过高浓度的氯离子会腐蚀设备，对脱硫速率产生一定的影响，并且危害其品质。
1、两室离子膜电解技术分析
1.1、预软化-两室离子膜电解工艺原理
脱硫废水中含有阳离子Ca2+与Mg2+，其在电解装置中，很容易会导致结垢和堵塞的情况，离子膜电解装置也会受到影响，不能有序开展工作。通过对废水当中的Mg2+与Ca2+置换为Na+，并转化为Mg（OH）2与CaCO3，将NaCl溶液输入电解槽当中完成电解处理，反应如下：
Mg2++2OH-—Mg（OH）2
Ca2++CO32-—CaCO3
经过以上步骤进行处理之后，废水当中的成分主要为NaCl，可将其送到电解装置当中完成电解处理。
1.2、两室离子膜电解基本原理
离子膜电解工艺技术被广泛应用于氯碱工业生产过程中，NaCl溶液的电解反应主要是将电能逐渐转为化学能，使盐水电解生成NaOH、H2以及Cl2，浓盐水经过阳离子交换，逐渐迁移至阴极室，无法进入的，逐渐被氧化，并通过Cl2析出。OH-和Na+相结合，逐渐形成产物NaOH，H+会被逐渐还原为氢气。
1.3、试验装置与方法
1.3.1、试验装置
在工业生产过程中，主要是通过电解液循环流动的方法实现电解的目的，在试验过程中，如果采用该方法，并不能准确的获取离子浓度数据，也无法观测到不同时间段的实际变化规律，为了充分反映不同方面因素所产生的实际影响，此次试验主要以静止电解为主进行，电解液输入电解槽后，不再循环，继续进行电解。电极板间距在10cm左右，同时会通过阳离子交换膜对阴、阳极室隔开。
1.3.2、试验方法
试验需要的主要试剂如下：NaCl、氢氧化钠、盐酸、酚酞、硝酸银、乙醇等，分析测试方法为：测量槽电压与电流，并对氯离子浓度进行精准测量，利用热电偶测量电解液的实际温度。
1.4、试验结果与讨论
1.4.1、电流密度产生的影响
电解运行反应过程中，电流密度是主要的参数与影响因素，所以要明确电流密度对电解过程造成的影响，并同时向阳、阴极室当中注入350MLNaCl溶液与NaOH溶液，通过恒流电解方式，在各个不同电流密度环境下完成电解实验，实验环节中，电解溶液要保持均匀，分别在不同电流密度下进行电解实验，在整个试验过程中，要保障电解溶液均匀，并运用高纯氮气搅拌。
1.4.2、电流密度对流效率产生的影响
不同电流密度状态下，阳极和阴极的电流效率，会随着时间的变化而变化，通过结果可得出，试验在进行过程中，阴极电流效率在时间不断延长的情况下逐渐降低，阳极电流效率在初始阶段会逐渐增大，在直接电解过程中，也会逐渐降低。因为阳极电解产物氯气当中具有溶解性特点，试验过程中采用的是氮气鼓泡方法，从而进一步加速阳极液当中溶解氯的析出，但是会有部分会溶解在阳极液当中，这样会导致电流效率逐渐相抵。随着电解试验不断进行，氮气溶解也会逐渐饱和，氯气加速析出，电流效率会逐渐回升，在后期，阳极液当中的Cl-浓度也会过低，这个时候氧反应也会逐渐增强，从而导致电流效率逐渐下降。电解过程中，阳极室当中的Na+浓度也会逐渐降低，从而对其向阴室迁移造成影响。通过对比不同电流密度环境下电流效率，可得出，在400A/㎡下的电流效率变化不明显，但是密度增大的情况下，阴极电流效率会逐渐降低。
2、三室电解电渗析技术分析
2.1、工艺技术基本原理
硫酸铵浆液和烟气逆流反应过程及氧化反应如下：
2（NH4）2SO3+O2=2（NH4）2S04
2.2、改变电流密度试验
在实际工作过程中，主要靠恒电流与恒电压的方式进行供电，电压与电流会随着电解过程逐渐发生变化。此次实验主要采用的是恒电流进行供电的方式，并深入全面考察了阳极液当中的HCl溶液，中间室电解液为250mL浓度为30g/LCaCl2溶液状况下，电流密度为31.3A/㎡、62.55A/㎡、125A/㎡时对电解效果产生的影响。
2.3、试验结果与讨论
2.3.1、电流密度对反应速率产生的影响
不同电流密度电解过程中，随着电解试验的进行，阴极液当中的PH也会不断增大，初期非常迅速，之后会逐渐降低，恒电流电解时，阴极室产量会随着时间呈正比关系，电流密度越大，阴极室OH-生成速率也会增大。电极表面电解反应速度与电流大小成正比，当电流越大时，电解液当中离子的推动力也就越大，导致阴极室OH-生成速率也会随着电流的增大而逐渐增大。
2.3.2、阴极液浓度对槽电压产生的影响
试验环境下，电解过程中，槽电压会逐渐发生改变，电解浓度变化不明显，电导率也不显著。对比可得：电解液浓度会不断降低，槽电压也会不断增大，是由于电解浓度太低，其导电性也会变差，电阻增大，为了保障电流一样，就要保障电压。
3、结束语
文章提出了一种基于电解的处理湿法烟气脱硫系统中氯离子的方法，并考察多项参数对工业技术性能所产生的而影响，可得出该工艺技术具有广阔的发展前景，但是在研究过程中依然存在一定的不足之处，在今后的实践工作中应当进一步完善。