氨法脱硫技术是目前控制二氧化硫污染的一种有效方法。对于氨法脱硫副产物亚硫酸铵溶液的氧化,在工业上多采用敞开式曝气系统,这种敞开式曝气氧化亚硫酸铵工艺存在的问题主要包括,能量消耗比较大、所占空间大、吸收的SO2再次逸出等问题。本文利用膜法微泡曝气原理,以自制聚丙烯中空纤维分离膜接触器为核心,设计并组装了膜法曝气氧化亚硫酸铵的试验装置。论文采用SEM和DSC等分析手段对PP中空纤维分离膜的表观形貌和结晶行为进行了表征;探讨了膜法曝气工艺的特点;并利用该装置重点研究了亚硫酸铵初始浓度、气液比、液相流速、气液相压差、液相温度、高浓度硫酸铵以及膜接触器填充密度等因素对亚硫酸铵氧化率的影响,筛选了最佳氧化工艺条件。在试验研究的基础之上,运用双模理论,讨论了总传质系数与空气流量、液相流量、气液相压差以及液相温度等因素之间的关系,从理论上定性分析了各项因素对膜法曝气氧化亚硫酸铵氧化效率的影响,为膜法曝气氧化亚硫酸铵技术的应用和推广提供试验数据和理论基础。SEM和DSC分析表明:PP中空纤维分离膜表面分布了大量微孔,同时存在大量的平行排列的层状片晶结构,片晶之间还出现了微纤,微纤使片晶间回复力增强;PP中空纤维分离膜的熔融温度为16℃。膜法曝气工艺与敞开式曝气工艺对比研究表明:在空气流量相同的情况下,膜法曝气氧化亚硫酸铵氧化效果明显提高,且在反应过程中储液罐中无大量鼓泡现象,有效避免敞开式曝气存在的SO2逸出等问题。膜法曝气氧化亚硫酸铵影响因素研究结果表明:在室温为16.7 ℃,气液比为3:1,气液相压差为0.015 MPa,液相流速为5 L/min,液相温度为50 ℃,膜组件填充密度为45%时,10L浓度为0.1mol/L的亚硫酸铵溶液,反应lh后,溶液氧化率达到98.94%。膜法曝气氧化亚硫酸铵传质过程的定量分析表明:对于10L浓度为0.1 mol/L的亚硫酸铵溶液,在气液比为3:1,液相流速为5 L/min,气液相压差为0.015 MPa,液相温度为50 ℃,膜接触器填充密度为45%时,反应1h后,总传质系数达到1.017×10-3m/s。