淺析影響燒結煙氣濕法脫硫中除鹽效率的因素
節能環保
作者：郭鳳明
摘要：近年來隨著我國工業的大力發展，各種汙染也日漸嚴重。文章通過對燒結煙氣濕法脫硫中除鹽方法的簡單介紹，闡述了哪些方法能有效地除去有害物質達到安全排廢。
關鍵詞：陰陽離子；離子交換；樹脂除氯脫硫
中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）16-0061-02
在燒結煙氣脫硫項目中，通常所說的除熱穩定性鹽，如：SO42-、NO3-、S2O32-、CL-等陰離子的過程，是通過離子交換樹脂所釋放離子與溶液中的這些陰離子交換來實現的。下麵我們就來分析影響除鹽效率的因素有哪些，怎麼去選擇最合適的離子交換樹脂。
工作原理：離子交換樹脂是人工合成的有機高分子聚合物，是一種聚電解質，其結構分為基體和交換功能團，交換功能團就是參與離子交換的部分。比如釋放出來的H+與Na+、Ka+等的陽離子交換，OH-與CL-的陰離子交換。
分類及選擇：交換功能團釋放出的H+或OH-能力的不同來表示它們所代表交換樹脂的酸堿性。根據酸堿性的不同大體可分為以下幾類：強酸性陽離子交換樹脂、弱酸性陽離子交換樹脂、強堿性陰離子交換樹脂、弱堿性陰離子交換樹脂。
其中，陽離子交換樹脂隻與陽離子交換，陰離子交換樹脂隻與陰離子交換。因此，我們除鹽、除氯係統所選用的是陰離子交換樹脂，除陽站所選用的應是陽離子交換樹脂。
接下來，怎麼去選定樹脂的強、弱堿性呢，這就要根據我們要除掉離子的吸附能力的強弱來選擇。因為，樹脂對溶液中的不同離子有不同的親和力，對他們的吸附有選擇性，各種離子受樹脂交換吸附作用的強弱程度有一般的規律，如下：對陽離子的吸附：高價離子通常被優先吸附，而低價離子的吸附較弱。在同價的同類離子中，直徑較大的離子的被吸附能力較強。陽離子被吸附能力的強弱如下：Fe3+>AL3+>Pb2+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。
對陰離子的吸附：強堿性陰離子樹脂對無機酸根的吸附順序為：SO42->NO3->CL->HCO3>OH-。
弱堿性陰離子交換樹脂對陰離子的吸附的一般順序為：OH->檸檬酸根3->SO42->酒石酸跟2->草酸根2->PO43->NO2>醋酸根>CL->HCO3-。
由以上陰離子吸附能力的規律我們可以看出：SO42-不論用強堿性陰離子交換樹脂還是弱堿性陰離子交換樹脂都有較好的吸附能力，因此對於我們除鹽來說優先選擇弱堿性陰離子交換樹脂，而考慮到CL-的吸附能力較差，因此除氯站需選用強堿性陰離子交換樹脂效果較好。
在很多實際運行情況下，有的樹脂常常轉化為其他的離子來進行交換，這樣就給再生液的選擇提供了多樣性。比如除陽站所用的強酸性陽離子樹脂，我們可以用NaCL跟它作用，這樣就轉變為鈉型陽離子交換樹脂，在運行時，鈉型樹脂放出Na+與溶液中Fe3+>AL3+>Pb2+>Ca2+>Mg2+>K+等陽離子交換吸附，除去這些離子。在這個離子交換過程中，由於沒有放出H+，可避免溶液pH值下降和設備腐蝕等。更佳的是，這種樹脂可以采用鹽水再生，不需要強酸再生。以下結合除鹽、除氯、除陽等係統來進行具體分析。
萊鋼脫硫除氯站的特點：萊鋼脫硫除氯站項目所采用樹脂為中強堿性陰離子交換樹脂，這種樹脂常用於脫除葉綠素中的CL-，其功能團為含伯胺（即RNH2），在係統運行時，功能團在氫氧型式下釋放出OH-與溶液中的CL-進行離子交換。在pH值越低的情況下，交換能力越大，再生應需過量的強堿。
但是在實際運行中，我們是用H2SO4再生，已經轉化為硫酸鹽型陰離子交換樹脂，原因是這樣的，樹脂的再生過程是離子交換過程的逆反應，開始時伯胺功能團所釋放出的堿性離子與原溶液中的CL-交換吸附，當用H2SO4再生後SO42-參與了再生逆反應，漸漸替代了原來的伯胺功能團上所能釋放出的OH-，而成為了新型的硫酸鹽型陰離子交換樹脂，這一點我向樹脂廠家詢問時，證實了我的判斷。同理可得，如果采用NaOH再生就轉化成為了OH型陰離子交換樹脂（即原樹脂）。這也解釋了，為什麼我們所采用的樹脂在實驗過程中效果較為理想，而在實際運行中由於樹脂類型改變引起的交換效率改變的原因之一。