利用致电离辐射氧化亚硫酸铵的方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN02131329.6	申请日：	2002.09.29
公开号：	CN1401571A	公开日：	2003.03.12
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日：2005.5.4\|\|\|授权\|\|\|公开
IPC分类号：	C01C1/24; B01J19/08	主分类号：	C01C1/24; B01J19/08
申请人：	清华大学;
发明人：	徐光; 张毅; 张明
地址：	100084北京市100084－82信箱
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内容摘要

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。

权利要求书

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。

说明书

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。

背景技术

硫酸铵是氮、磷、钾三元复合肥料生产的重要原料。亚硫酸铵也可作为化肥直接施用，
但产品的稳定性较差，难被农民接受；作为小造纸厂的生产原料，将产生废水，造成二次污
染。将高浓度的亚硫酸铵溶液直接氧化制取硫酸铵是一个理想的工艺过程。

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)

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单的氧化高浓度亚硫酸铵的方法。

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。

附图说明

图1是本发明实施例1的流程示意图

具体实施方式

实施例1

图1中亚硫酸铵溶液槽1，气液混合装置2，液体泵3、7，电子加速器4，辐照室5，中
间溶液槽6。

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。