[發明專利]一種還原溶液中Fe(III)EDTA的方法及其應用

無效

• 申請號: 200710156368.7
• 申請日: 2007-10-23
• 公開（公告）號: CN101172742A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 李偉;糜徐紅;張士漢;邵科
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/70;C02F3/34;C02F1/461
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及環境污染治理領域，具體地指一種還原溶液中Fe(III)EDTA的方法及其應用。

背景技術

氮氧化物(NO_x)的排放是導致酸雨、光化學煙霧等一系列嚴重空氣污染問題的主要原因之一。隨著近年來對氮氧化物污染的重視和相關法律法規的出臺及實施，我國對氮氧化物排放的控制將日趨嚴格。燃煤煙氣中的NO_x，95％以上為NO，NO₂為少量，因此，煙氣脫氮實質為NO的去除。由于NO基本不溶于水，常用的濕法脫硫裝置中，脫硫的同時無法將NO去除。若能發現一種化學添加劑，加入到現有的濕法脫硫過程中，在脫硫的同時將NO脫除將是一種非常經濟理想的方法。

為此，以Fe(II)EDTA(乙二胺四乙酸亞鐵)為絡合吸收劑的NO絡合吸收技術，在美國、日本等地被深入地進行了實驗室及中試研究(Shi?Y，《Environ.Prog.》，1997，16，301-306；李偉，《中國環境科學》，2005，25，306-309)。絡合吸收法利用液相絡合吸收劑直接同NO反應，增大NO在水中的溶解性，從而使NO易于從氣相轉入液相，該法特別適用于處理主要含NO的燃煤煙氣，在實驗裝置中可以達到90％或更高的NO脫除率。亞鐵絡合吸收劑可以作為添加劑直接加入石灰石膏法煙氣脫硫的漿液中，只需在原有的脫硫設備上稍加改造，就可以實現同時脫除SO₂和NO_x(Sada?E，《Ind.Eng.Chem.Process?Des.Dev.》，1982，21，771-774)，節省高額的固定投資。

但是，利用Fe(II)EDTA作為吸收劑絡合吸收處理NO_x同時有以下的缺點(Sada?E，《Ind.Eng.Chem.Res》，1987，26，1468-1472；Zang?V，《Inorg.Chem.》，1990，29(9)，1705-1711)：(1)吸收的NO與溶解的SO₂反應成為N₂O、N₂和其他一些N-S化合物，然而，這些副產的N-S化合物由于其較高的水溶性，難以從溶液中分離。(2)由于煙氣中一般含有3％～8％的O₂，此類吸收劑中的Fe(II)容易被O₂氧化成Fe(III)而失去對NO的絡合能力，從而降低對NO的吸收率。針對這些問題，國內外學者對亞鐵絡合吸收劑的再生情況進行了相應的研究。Na₂S₂O₄、維生素C、SO₃^2-、HSO₃^-、乙二醛等還原劑能夠將氧化的吸收劑再生，但是高成本、低再生速率或難處理的副產物的生成；Tsai等人研究了采用電化學方法把Fe(III)EDTA還原為Fe(II)EDTA的可行性，連續運行過程中NO脫除率可以穩定在70％～80％(Tsai?SS，《Environ.Prog.》，1989，8，126-129)，但是這種方法應用于工業生產是不經濟的，因為需要高額的電能去還原溶液中存在的比Fe(III)具有更低的還原勢能像溶解氧之類的其他成分；致使單一的Fe(II)EDTA絡合吸收法無法在工業中得到應用。

電極生物膜法是近年來發展起來的一項新型反硝化脫氮處理技術(鮑立寧，《安徽建筑工業學院學報(自然科學版)》，2004，12(5)，1-4)，其優點主要體現在電極的作用，既可利用電極作為生物膜的載體，又可利用陰極微電解水釋放出H₂和陽極碳氧化產生的CO₂為反硝化菌提供氫體和碳源。相關研究表明(Ohmura?N，《Appl.Environ.Microbial.》，2002，68，405-407)，微生物對Fe(III)的還原，通電并以氫氣作為電子供體，與不通電相比，細菌細胞數量可增加10倍左右。Tomohide?Watanabe等用電極生物膜法對含銅離子的高濃度硝酸鹽酸洗廢水進行處理，表明在電極作用下脫氮和金屬離子的還原是能同時進行的(Watanabe?T，《Wat.Res.》，2001，35(17)：4102-4110)。M.Kuroda等也發現電極生物膜法能同時利用有機物和外加電源產氫作為電子供體，加強了微生物的還原活性，很大程度地提高了反硝化脫氮速率(Kuroda?M，《Wat.Sci.Tech.》，1997，35(8)，161-168)。

發明內容