氧化还原吸收法通用范本
内部编号：AN-QP-HT248
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Production, Conduct Economic Accounting At The Same Time, And Win More Business Opportunities By Reducing Product Cost, So As T o Realize The Overall Management Of Safe Production.
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氧化还原吸收法通用范本
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氧化还原法是指将H₂S在液相中直接氧化为元素硫的气体脱硫方法。
与醇胺法相比，氧化还原法优点在于：
①净化度高，净化气中H₂S含量可低于5mg/m³；
②在脱硫的同时直接生产元素硫，基本无废气污染；
③多数方法可选择性脱除H₂S而基本上不脱除CO₂；
④操作温度为常温，操作压力为高压或常压。
这类方法已在克劳斯装置尾气、低含硫气
井、焦炉气、水煤气、合成气等气体中广泛应用。
以下以改良蒽醌二磺酸钠法(改良ADA法)为例说明其工艺流程(图2-40)。
原料气从吸收塔底部进入，通过填料层与自上而下流动的再生贫液发生逆流接触，气体中硫化氢被溶液所吸收，从吸收塔顶部出来的气体为净化气。
从吸收塔底部出来的溶液称为富液，它吸收了硫化氢并与之发生氧化还原反应，故不再具有脱硫性质，需要再生。
富液进入氧化器用空气使之氧化，重新恢复脱硫性能。
由于ADA溶液与硫化氢发生氧化还原反应后直接生成了粉末状硫单质悬浮于溶液中，当空气从氧化器底部通入时，以气泡形式携带悬浮的硫单质进入上层液面形成泡沫，把含有硫单质的泡沫引入硫浆液罐储存，再通过离心机
或过滤机对固液进行分离，固体即可加工成硫磺产品，液体部分则流入溶液罐。
从氧化器底部出来的溶液是已经再生彻底的贫液，进入溶液罐再用泵打入吸收塔循环使用。
当溶液因排污产生一定损失时，可向溶液罐中补充新鲜溶液及用水调节溶液浓度。
吸收塔可以采用任何一种高效气一液接触设备。
常用的是木格填料塔或喷射塔。
因吸收过程中有元素硫生成，为防止其堵塞填料或设备，对H₂S含量高的原料气可先选用喷射塔脱除大部分H₂S后，再用填料塔精脱。
氧化器一般采用氧化槽，其尺寸能保证脱硫溶液在槽内有充分的停留时间，使氧载体复原为氧化态(大约10～20min)。
氧化槽底部有空气分布器，以提高氧化效果。
改良ADA法与其他氧化还原法一样，在工业运用上有一定局限性，主要在于：
①硫容量低，这就使得溶液循环量增大，常压装置的电耗要占生产成本的70%以上；
②脱硫过程副反应较多，因而与常用的克劳斯回收硫法相比，硫回收率较低，硫磺纯度也较差；
③近年来在改良ADA法脱硫溶液中发现有细菌污染的问题，因而使得氧化器内溶液起泡，碱耗量剧增，元素硫的浮选变差；
④目前氧化还原法脱硫溶剂中使用的氧载体、螯合剂等大多数价格较贵，影响了此法的运用。
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关于化学沉淀及氧化还原法课件
在一定温度下，难溶化合物的饱和溶液中，各离子浓度
的乘积称为溶度积，它是一个化学平衡常数，以Ksp表示。难
溶物的溶解平衡可用下列通式表达
Am Bm (固） mAn nBm K sp [ An ]m[Bm ]n
若[An+]m[Bm-]n＜KSP，溶液不饱和，难溶物将继续溶解； [An+]m[Bm-]n=Ksp，溶液达饱和无沉淀产生； [An+]m[Bm-]n ＞Ksp，将产生沉淀，因此，根据溶度积，可以初 步判断水中离子是否能用化学沉淀法来分离以及分离的程度。
②生成的硫化汞颗粒很小，沉淀物很难分离。为了提高 汞的去除效率，常投加适量的凝聚剂硫酸亚铁 （FeSO4），以去过量的硫离子。反应如下：
● 应用：用Na2S处理含Hg废水：
实例应用
上海某化工厂采用硫化钠共沉淀法处理乙醛车 间排出的含汞废水，废水含汞5～10mg/L， pH2～4。原水用石灰将pH值调到8～10后。先 投加6％的Na2S30mg/L，与汞反应后再投加7 ％的FeSO4 60mg/L，处理后出水含汞降至 0.2mg/L。
二、药剂氧化还原法
硫化物沉淀法经常作为氢氧化物沉淀法的补充法。
2）常用沉淀剂 常用的沉淀剂：H2S、Na2S、K2S、
（NH4)2S、NaHS等，其中前3种淀剂使用较多。 H2S是一种无色、有恶臭且有毒的气体，在
使用时必须注意安全，空气的允许浓度不得超 过0.01mg /L
3）硫化物沉淀法的应用
目前含Hg2+、Zn2+、Cu2+、Pb2+、Cd2+、AsO2- 等废水都 可以采用,其中应用最多的是Hg2+的去除。
3、碳酸盐沉淀法
碳酸盐沉淀法有 3 种应用方式：
氧化还原法
氧化还原法E E 2-E EEF三、基本原理通过药剂与污染物的氧化还原反应，把废水中有毒害的污染物转化为无毒或微毒物质的处理方法称为氧化还原法。
废水中的有机污染物(如色、嗅、味、COD)及还原性无机离子(如CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等)都可通过氧化法消除其危害，而废水中的许多重金属离子(如汞、镉、铜、银、金、六价铬、镍等)都可通过还原法去除。
废水处理中最常采用的氧化剂是空气、臭氧、氯气、次氯酸钠及漂白粉；常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硼氢化钠、水合脏及铁屑等。
在电解氧化还原法中，电解槽的阳极可作为氧化剂，阴极可作为还原剂。
投药氧化还原法的工艺过程及设备比较简单，通常只需一个反应池，若有沉淀物生成，尚需进行因液分离及泥渣处理。
电解氧化还原法的工艺过程及设备均有其特殊性，将辟专节讨论。
（一）反应程度的控制对于水溶液中的氧化还原反应，可以方便地用各电对的电极电势来衡量其氧化性(或还原性)的强弱，估计反应进行的程度。
氧化剂和还原剂的电极电势差越大，反应进行得越完全。
电极电势置主要取决于物质("电对")的本性(反映为E0值)，同时也和参与反应的物质浓度(或气体分压)、温度有关，其间的关系可用奈斯特公式表示：(13-1)利用上式可估算处理程度，即求出氧化还原反应达平衡时各有关物质的残余浓度。
例如，铜屑置换法处理含汞废水有如下反应：Cu+Hg2+=Cu2++Hg 当反应在室温(25℃)达平衡时，相应原电池两电极的电极电势相等：由标准电极电势表查得：＝0.34V，＝0.86V，于是可求得[Cu2+]／[Hg2+]＝1017.5。
可见，此反应可进行得十分完全，平衡时溶液中残Hg2+极微。
（二）影响处理能力的动力学因素由于多数氧化还原反应速度很慢，因此，在用氧化还原法处理废水时，影响水溶液中氧化还原反应速度的动力因素对实际处理能力有更为重要的意义，这些因素包括：(1)反应剂和还原剂的本性。
推荐-氧化还原吸收法
氧化还原吸收法氧化还原法是指将H2S在液相中直接氧化为元素硫的气体脱硫方法。
与醇胺法相比，氧化还原法优点在于：①净化度高，净化气中H2S含量可低于5mg/m3；②在脱硫的同时直接生产元素硫，基本无废气污染；③多数方法可选择性脱除H2S而基本上不脱除CO2；④操作温度为常温，操作压力为高压或常压。
这类方法已在克劳斯装置尾气、低含硫气井、焦炉气、水煤气、合成气等气体中广泛应用。
以下以改良蒽醌二磺酸钠法(改良ADA法)为例说明其工艺流程(图2-40)。
原料气从吸收塔底部进入，通过填料层与自上而下流动的再生贫液发生逆流接触，气体中硫化氢被溶液所吸收，从吸收塔顶部出来的气体为净化气。
从吸收塔底部出来的溶液称为富液，它吸收了硫化氢并与之发生氧化还原反应，故不再具有脱硫性质，需要再生。
富液进入氧化器用空气使之氧化，重新恢复脱硫性能。
由于ADA溶液与硫化氢发生氧化还原反应后直接生成了粉末状硫单质悬浮于溶液中，当空气从氧化器底部通入时，以气泡形式携带悬浮的硫单质进入上层液面形成泡沫，把含有硫单质的泡沫引入硫浆液罐储存，再通过离心机或过滤机对固液进行分离，固体即可加工成硫磺产品，液体部分则流入溶液罐。
从氧化器底部出来的溶液是已经再生彻底的贫液，进入溶液罐再用泵打入吸收塔循环使用。
当溶液因排污产生一定损失时，可向溶液罐中补充新鲜溶液及用水调节溶液浓度。
吸收塔可以采用任何一种高效气一液接触设备。
常用的是木格填料塔或喷射塔。
因吸收过程中有元素硫生成，为防止其堵塞填料或设备，对H2S含量高的原料气可先选用喷射塔脱除大部分H2S后，再用填料塔精脱。
氧化器一般采用氧化槽，其尺寸能保证脱硫溶液在槽内有充分的停留时间，使氧载体复原为氧化态(大约10～20min)。
氧化槽底部有空气分布器，以提高氧化效果。
改良ADA法与其他氧化还原法一样，在工业运用上有一定局限性，主要在于：①硫容量低，这就使得溶液循环量增大，常压装置的电耗要占生产成本的70%以上；②脱硫过程副反应较多，因而与常用的克劳斯回收硫法相比，硫回收率较低，硫磺纯度也较差；③近年来在改良ADA法脱硫溶液中发现有细菌污染的问题，因而使得氧化器内溶液起泡，碱耗量剧增，元素硫的浮选变差；④目前氧化还原法脱硫溶剂中使用的氧载体、螯合剂等大多数价格较贵，影响了此法的运用。
氧化还原法——精选推荐
一、定义氧化还原法 以氧化还原反应为基础的容量分析法。
二、原理氧化还原反应是反应物间发生电子转移。
示意式：还原剂1 － ne →← 氧化剂1 氧化剂2 ＋ ne →← 还原剂2还原剂1 ＋ 氧化剂2 →← 氧化剂1 ＋ 还原剂2氧化还原反应按照所用氧化剂和还原剂的不同，常用的方法有碘量法、高锰酸钾法、铈量法和溴量法等。
三、碘量法 （一）定义碘量法 利用碘分子或碘离子进行氧化还原滴定的容量分析法。
（二）原理 1.基本原理碘量法的反应实质，是碘分子在反应中得到电子，碘离子在反应中失去电子。
半反应式： I 2 ＋ 2e →← 2I - 2I - － 2e →← I 2 2.滴定方式I 2/2I -电对的标准电极电位大小适中，即I 2是一不太强的氧化剂，I -是一不太弱的还原剂。
（1）凡标准电极电位低于E 0I2/2I -的电对，它的还原形便可用I 2滴定液直接滴定（当然突跃范围须够大），这种直接滴定的方法，叫做直接碘量法。
（2）凡标准电极电位高于E 0I2/2I -的电对，它的氧化形可将加入的I -氧化成I 2，再用Na 2S 2O 3滴定液滴定生成的I 2量。
这种方法，叫做置换滴定法。
（3）有些还原性物质可与过量I 2滴定液起反应，待反应完全后，用Na 2S 2O 3滴定液滴定剩余的I 2量，这种方法叫做剩余滴定法。
3.滴定反应条件（1）直接碘量法只能在酸性、中性及弱碱性溶液中进行。
如果溶液的pH ＞9，就会发生下面副反应：I 2 ＋ 2OH - → I - ＋ IO - ＋ H 2O 3IO - → IO 3- ＋ 2 I -（2）间接碘量法是以I2＋ 2e→←2I-2S2O32-－ 2e → S4O62-—————————————I2＋ 2S2O32-→2I-＋ S4O62-反应为基础的。
这个反应须在中性或弱酸性溶液中进行；在碱性溶液中有下面副反应发生：Na2S2O3＋ 4I2＋ 10NaOH → 2Na2SO4＋ 8NaI ＋ 5H2O在强酸性溶液中，Na2S2O3能被酸分解：S2O32-＋ 2H+→ S↓＋ SO2↑＋ H2O如果在滴定时注意充分振摇，避免Na2S2O3局部过剩，则影响不大。
第六章-氧化还原反应和氧化还原滴定法案例PPT课件
E ＝ 0.7618V
因为 所以
(H＋／H2) ＝ 0.0000V (Zn2+/Zn) ＝ －0.7618V
在25℃时，金属电极与标准氢电极（电极电位指定为零）之 间的电位差，叫做该金属的标准电极电位。可以看出：
电极电势代数值越小，电对的还原态物质还原能力越强， 氧化态物质氧化能力越弱；电极电势代数值越大，电对的还 原态物质还原能力越弱，氧化态物质氧化能力越强。 (1) 代数值是反映物质得失电子倾向的大小， 如Zn比H2 更容易失去电子，它与物质的数量无关。 电极反应式乘以 任何常数, 代数值不变。 代数值与半反应写法无关。
极电势作为参比标准，将其他电对的电极电势与它比较而 求出各电对平衡电势的相对值，通常选作标准的是标准氢 电极,其电极可表示为：
Pt∣H2（100KPa）∣H+（1mol·L－1）
将铂片镀上一层蓬松的铂（称铂黑），浸入H＋离子浓 度为 lmol·L－1的稀硫酸溶液中，在298.15K时不断通入压 力为100KPa的纯氢气流，这时氢被铂黑所吸收，此时被氢 饱和了的铂片就像由氢气构成的电极一样。铂片在标准氢 电极中只是作为电子的导体和氢气的载体，并未参加反应 。H2电极与溶液中的H＋离子建立了如下平衡:
（a）电势差E=V2－V1
（b）电势差E=V2′－V1 ′
图5-2 金属的电极电势
氧化还原电对不同，对应的电解质溶液的 浓度不同，它们的电极电势就不同。
若将两种不同电极电势的氧化还原电对以 原电池的方式联接起来，两极之间有一定的电 势差，会产生电流。
三. 标准电极电势
1. 标准氢电极 电极电势的绝对值无法测定，只能选定某一电对的电
氧化：失去电子，氧化值升高的过程。如: Zn- 2e=Zn2+ 还原：得到电子，氧化值降低的过程。如：Cu2++2e=Cu
16.4 氧化还原法
二、高级氧化技术
❖难生物降解或对生物有毒有害有机污染物处理问 题引起人们极大重视。
❖ 不仅难生物降解，一般氧化剂也难以去除。 ❖ 1987 年 Glaze 等 提 出 了 以 自 由 羟 基 （ ·OH ） 为 主
❖ 饮用水很有前途的工艺。
（二）几种有代表性高级氧化工艺
❖ (3)类Fenton
❖ 在常规Fenton试剂法中引入紫外光、光能 （Photo-）、超声（US）、微波（MW）、电能 （Electro-）和O2时可以提高H2O2催化分解产 生·OH的，显著增加Fenton试剂的氧化能力，节 省H2O2用量。
气体。 ❖ 不稳定性：在常温下自行分解为氧气放热，温度越高，分
解越快；浓度越高，分解越快；在水溶液中分解比气相中 快；pH高分解快。 ❖ 溶解性：在水中溶解度比纯氧高10倍，比空气高25倍 ❖ 毒性：臭氧浓度达到1～10×10-6时可引起头痛、恶心，最 高浓度0.3mg/m3 ❖ 氧化性：强氧化剂。酸性溶液中E0=2.07V,氧化能力仅次 于氟；碱性溶液中， E0=1.24V,氧化能力略低于氯 （ E0=1.36V）
2、臭氧氧化法
❖ 臭氧氧化法的优点：
▪ 氧化能力强，处理效果好（除臭，脱色，杀菌，去除 有机或无机污染物）
▪ 处理后废水中的臭氧易分解，不产生二次污染 ▪ 现场制备使用，操作管理较方便 ▪ 处理过程中泥渣量少
❖ 臭氧氧化法的缺点：
▪ 造价高（臭氧发生器） ▪ 处理成本高（臭氧制备，电耗）
3、湿式氧化法
特种工业用水、回用水深度处理。 废水的氧化还原处理法：分为氧化法和还原法两类。
硫氧化物和氮氧化物去除方法
SOx排烟脱硫从燃料燃烧或工业生产排放的废气中去除SO2的技术出现于19世纪80年代。
1884年英国有人用石灰水在洗涤塔中吸收燃烧硫磺形成的SO2,回收硫酸钙(CaSO4)。
1897年日本本山冶炼厂用石灰乳【Ca(OH)2】脱除有色金属冶炼烟气中高浓度SO2（SO2浓度大于3%），脱硫率为21～23%。
1930年英国伦敦电力公司完成了用水洗法脱除烟气中低浓度SO2(SO2浓度小于3%)的研究工作，并在泰晤士河南岸巴特西电站，建造一套用泰晤士河水调制白垩料浆洗涤烟道气中SO2的装置。
排烟脱硫的方法有80多种，按使用的吸收剂或吸附剂的形态和处理过程，分为干法和湿法两大类。
干法用固态吸附剂或固体吸收剂去除烟气中的SO2的方法。
此法虽然出现较早,但进展缓慢,如美国和日本只有少数几套干法排烟脱硫工业装置投产。
中国湖北省松木坪电厂采用活性炭吸附电厂烟气中SO2已试验成功。
干法排烟脱硫存在着效率低、固体吸收剂和副产物处理费事、脱硫装置庞大、投资费用高等缺点。
目前在工业上应用的干法排烟脱硫主要有石灰粉吹入法、活性炭法和活性氧化锰法等。
石灰粉吹入法:将石灰石(CaCO3)粉末吹入燃烧室内，在1050℃高温下,CaCO3分解成石灰(CaO),并和燃烧气体中的SO2反应生成CaSO4。
CaSO4和未反应的CaO等颗粒由集尘装置捕集。
吹入的石灰石粉通常为化学计量的2倍。
此法脱硫率约为40～60%。
活性炭法：用多孔粒状、比表面积大的活性炭吸附烟气中SO2。
由于催化氧化吸附作用,SO2生成的硫酸附着于活性炭孔隙内。
从活性炭孔隙脱出吸附产物的过程称为脱吸（或解吸）。
用水脱吸法可回收浓度为10～20%的稀硫酸；用高温惰性气体脱吸法可得浓度为10～40%的SO2；用水蒸汽脱吸法可得浓度为70%的SO2。
活性氧化锰法(DAP-Mn法)：用粉末状的活性氧化锰(MnOx·nH2O)在吸收塔内吸收烟气中的SO2，其流程如附图。
2023新高考化学总复习知识清单 04 氧化还原反应(通用版)
①电子流出的电极是负极，阳离子移向的电极是正极
②被溶解（质量减小）的电极一般是负极
③质量增加的电极一般是正极
④有气泡产生的电极一般是正极
（2）特殊情况
①强碱性溶液中，Mg-NaOH溶液-Al原电池中，Al是负极
②氧化性溶液中，Cu-浓硝酸-Fe原电池中，Cu是负极
③铅蓄电池，负极质量增加，正极质量增加
（1）比较反应物和生成物的氧化性或还原性：强制弱原理
①氧化性：氧化剂＞氧化产物
②还原性：还原剂＞还原产物
（2）比较反应物的氧化性或还原性
①氧化性：氧化剂＞还原剂
②还原性：还原剂＞氧化剂
4．根据反应条件来判断
当不同的氧化剂（或还原剂）与同一还原剂（或氧化剂）反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂（或还原剂）的氧化性（或还原性）越强，反之越弱。如：
（1）氧化性：所含元素的化合价降低
（2）还原性：所含元素的化合价升高
（3）酸或碱性：所含元素的化合价不变，有相应的盐生成
（4）具体反应分析
①Zn+2HCl ZnCl2+H2↑，盐酸表现酸性和氧化性
②CuO+2HCl CuCl2+H2O，盐酸表现酸性
③MnO2+4HCl（浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O，盐酸表现酸性和还原性
（4）氧化前三种：Fe3+
9．强弱规律的两个应用
（1）氧化还原反应发生的先后顺序：强者优先
①向含多种还原剂的溶液中加入一种氧化剂时，还原性强的还原剂（离子）先被氧化
②向含多种氧化剂的溶液中，加入一种还原剂时，氧化性强的氧化剂（离子）先被还原
（2）判断氧化还原反应方向：强制弱原理
氧化还原过程和吸附过程
➢ 表示Eh值与E 0值和反应组分的活度之间关系的方程称为能斯特方
程：
Eh
E0
RT nF
[氧化态]a ln [还原态]b
Eh
E
0
0.059 n
[氧化态]a lg [还原态]b
➢ R为气体常数，F为法拉第常数，n为反应的电子数，T为绝对温度，
[氧化态]与[还原态]分别为氧化态与还原态的活度。
第10页，共40页。
❖ 这些元素的价态在将随地下水环境中的氧化还原条件发生 变化，直至达到平衡。因此，研究氧化还原过程对分析地 下水中多价态元素的存在状态、多价态污染物的毒性及污 染控制具有重要意义。
第3页，共40页。
地下水中主要的氧化还原元素
❖铁
➢ Fe (0)、Fe2+ (2)、FeCO3 (2)、Fe (OH)2 (2)、FeO ((3)、Fe2O3 (3)
➢ 实质上，上述反应是一个氧化反应和一个还原反应相互争夺电子的过程，其反应分 别如下： ✓ O2 + 4H+ + 4e = 2H2O （还原反应）
✓ 4Fe2+ = 4Fe3+ + 4e （氧化反应）
➢ 上述两式称半反应式，“e”表示带负电荷的电子；其中前式是表示还原反应的半反应式， 后式是表示氧化反应的半反应式。
第14页，共40页。
石墨烯的制备(一)：氧化-还原法
高温-较低温’’反应过程。实验现象：1 原始石墨与浓硫酸混合呈现墨黑色、2 加入高锰酸钾 后变成墨绿色、3 加热反应后变成深褐色、4 样品溶入水中呈深棕色、5 经过双氧水处理后 呈橙黄色，6 样品经过离心洗涤、超声剥离、干燥研磨处理后得到样品 F1-3:GO-120。
2.3.F2-1:GO-72 的制备实验
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8
石墨烯的制备(一) ：氧化-还原法
2015.10
4.1.2.GO 的 FT-IR 表征
图 13 不同 GO 的 FT-IR 图谱
从图 13 可以看出， 5 个样品在 3426cm-1 处都出现一个较宽的吸收峰， 其中 F1-2-2:GO-48、 F1-2-2:GO-120 和 F2-1:GO-72 的峰较强，这主要是由于-OH 的伸缩振动引起的；5 个样品在 1617cm−1 处的吸收峰可能是 C-OH 的弯曲振动吸收峰； F1-2-2:GO-120 在 1725cm−1 处出现的 较强的吸收峰为羧基上的 C=O 伸缩振动峰；5 个样品在 1076cm−1、1389cm−1 的峰为 C-O-C、 C-O 的振动吸收峰，但峰形很弱，表明 C-O-C 基团很少；另外，1617cm-1 和 1389cm-1 处振 动吸收峰的共同出现，对应的是水分子的变形振动吸收峰，说明样品中有水分子的存在，这 也说明样品中的水分子很难去除；综上所述，可得知所制备的氧化石墨烯主要含有 OH 、 -COOH、C-O-C、-C=O 四种官能团。
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石墨烯的制备(一) ：氧化-还原法
2015.10
4.1.3.3.F1-3:GO-120
图 16 F1-3:GO-120 的 AFM 图谱