新型立体传质并流塔板在海水脱钙上的应用

发布时间：2020-10-26 01:16

　　 针对海水综合利用和海水资源开发过程中海水中钙离子引起的结垢问题，提出采用工业烟道气中的二氧化碳对海水进行预处理，脱除海水中的钙离子，降低海水的硬度，同时对过程中的副产物回收利用，最终实现综合除钙和废物回收利用的双重效果。 本实验首先研究工艺条件pH值、盐度、温度对二氧化碳溶解量、钙离子脱除率、镁离子脱除率的影响，并且对固相产物成分进行分析测试。结果表明：脱钙率、脱镁率随着pH、温度、盐度升高而升高；二氧化碳溶解量随pH升高而升高，随着温度、盐度升高而降低。通过小试实验得到最佳工艺条件：pH值为8.0，温度低于30℃，海水盐度为35‰时，海水脱钙率可达到90%以上，镁离子脱除率为0，且反应固相产物是唯一的CaCO3H2O。其次对工艺条件pH值、盐度进行工业化的试验验证，测试脱钙率、脱镁率、碳酸根浓度、碳酸氢根浓度、二氧化碳溶解量随时间的变化情况，分析固相产物成分，修正恒定pH下电离平衡常数模型。工业试验的脱钙率、脱镁率以及固相产物成分与小试实验结果基本相似，但脱镁率明显降低。最后在传质性能优良的新型立体传质并流塔板上测试pH值分别为8.0、8.3、8.7、9.0、9.5下单板二氧化碳溶解量，分析计算出脱钙率达到90%所需要的塔板板数。
【学位单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：P746;TQ053.5
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 海水脱钙研究进展
        1.1.1 离子交换法
        1.1.2 纳滤法
        1.1.3 化学法
        1.1.4 电解析法
        1.1.5 萃取法
    1.2 塔设备发展以及板式塔
        1.2.1 塔设备发展
        1.2.2 板式塔
            1.2.2.1 泡罩塔
            1.2.2.2 筛板塔
            1.2.2.3 浮阀塔
            1.2.2.4 立体传质型塔
    1.3 并流塔板
        1.3.1 并流流型
        1.3.2 Parastillation 塔板
        1.3.3 U 型并流塔板
        1.3.4 Slit 型塔板
    1.4 新型立体传质并流塔板
        1.4.1 塔板的结构特性
    1.5 本文的研究内容
第二章 实验设计
    2.1 实验原理
        2.1.1 CO2在海水中溶解
        2.1.2 钙镁离子脱除原理
    2.2 实验原料和实验装置
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验装置
    2.3 实验方法和分析方法
        2.3.1 实验方法
        2.3.2 分析方法
第三章 小试实验结果和讨论
    3.1 pH 值对海水体系的影响
        3.1.1 不同 pH 值下二氧化碳溶解量
        3.1.2 不同 pH 值下脱钙率、脱镁率
        3.1.3 不同 pH 下固相产物
    3.2 温度对海水体系的影响
        3.2.1 不同温度下二氧化碳溶解量
        3.2.2 不同温度下脱钙率、脱镁率
        3.2.3 不同温度下固相产物
    3.3 盐度对海水体系的影响
        3.3.1 不同盐度下二氧化碳溶解量
        3.3.2 不同盐度下脱钙率、脱镁率
        3.3.3 不同盐度下固相产物
    3.4 本章小结
第四章 海水脱钙的工业化验证
    4.1 实验装置和实验流程
    4.2 海水脱钙在塔内的实验研究
        4.2.1 新型并流塔板的钙离子、镁离子脱除情况
        4.2.2 新型并流塔板的 CO2、 HCO-3、CO2-3的浓度
        4.2.3 不同 pH、盐度下固体产物
        4.2.4 不同 pH 值下单板二氧化碳溶解量
        4.2.5 循环量对新型并流塔板脱钙过程的影响研究
    4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间所取得的相关科研成果

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘继东;李春利;王志英;张凤宝;;立体传质塔板相对液体提升量的计算[J];高校化学工程学报;2007年01期

2 湛含辉;罗彦伟;;13X沸石对Ca~(2+)吸附性能的实验研究[J];工业水处理;2008年04期

3 袁俊生,韩慧茹;海水提钾技术研究进展[J];河北工业大学学报;2004年02期

4 李春利,孙玉春,王志英,方静;新型立体传质塔板CTST的研究与开发进展[J];河北工业大学学报;2004年02期

5 郑学明;;筛板塔的优化设计[J];河北化工学院学报;1987年02期

6 徐维勤,沈自求;新垂直筛板塔的流体力学性能[J];化工学报;1983年02期

7 杜佩衡,董艳河,王荣良,黄敬;梯矩形立体连续传质塔板流体力学性能[J];化工学报;2005年04期

8 刘继东,吕建华,张竞平,李春利;新型立体传质塔板及其流体力学性能[J];化工学报;2005年06期

9 王胜坤;张继军;张少峰;;立体并流板的流体力学和传质性能[J];化工学报;2012年01期

10 李玉安，赵培，路秀林;梯形导向浮阀塔板的流体力学和传质性能的研究[J];华东理工大学学报;1996年04期

本文编号：2856261