氯碱电解槽阳极室传质特性研究
发布时间：2021-03-02 07:14
离子交换膜电解技术是目前最主要的烧碱生产方法。通过数值模拟方法可以研究电解槽内速度场、温度场、气含率及气液相返混情况,但是目前在浓度场方面的研究还比较少。在工业生产中,保证离子膜电解槽内电解液处于一定的浓度范围内,有利于提高产品纯度,延长离子膜使用寿命,降低槽电压,并且能够维持电解槽稳定运行。因此,研究离子膜电解槽内浓度场分布特性具有重要意义。本文将流体力学软件与自定义反应程序进行耦合,采用非稳态模型,对电解槽阳极室传递特性进行了模拟研究,实现了对电解槽内流体流动、传热、传质与反应的同时求解计算。利用冷模实验装置,通过向电解槽内通入硝酸银的实验方法,对模拟结果进行了验证。结果表明,距离子膜1mm处截面上氯离子浓度的模拟结果和实验结果基本吻合,从而验证了模拟结果的正确性。本文以氯离子浓度的方差值为评价指标,考察了电流密度、循环板位置、分离室结构对电解槽阳极室内浓度场分布的影响。研究了气泡直径大小对气含率分布、氯离子浓度分布及传质系数的影响,得到了包含气含率的不同气泡直径下的传质系数关联式。本文得到的主要结论如下:1、对于竖直循环板电解槽,电流密度越大,循环板上开口处液体流量越大,循环板与...
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
离子膜法工艺流程
硕士学位论文 第一 1 克当量的 H2；阴极上产生 1 克当量的 NaOH。但在实际电解过程主反应，同时也会伴有副反应发生，所以电极上所得到的物质量通律计算所得到的产量。极反应[26]换为化学能为电解反应的基本原理，盐水电解生成氢氧化钠、氯气，盐水电离成 Na+和 Cl-，Na+在电荷作用下，可以透过离子交换膜能透过离子膜所以留在阳极，在电解作用下生成氯气，阴极室的水所以阳极室迁移过来的 Na+此时与阴极室的 OH-结合成 NaOH，而下生成氢气。图 1.2 为基本原理。
文 H →13NaClO335NaCl H2O H →12O2NaCl H2O OH →12O2NaCl H2的选择渗透性解工艺中，在阳极和阴极之间安装具有选择性渗离子的传递过程。阳极室的钠离子具有亲和性，离子和氢氧离子带负电，离子膜具有相似的负电不能通过膜。所以阴极侧的氢气和阳极产生的氯氢氧化钠和氯气发生的副反应影响烧碱质量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]氯碱工业离子膜电解槽内气液两相流动特性[J]. 张丽,戴俊,刘秀明,刘国桢,刘云义. 高校化学工程学报. 2017(01)
[2]氯碱行业“十三五”发展机会探析[J]. 梁诚. 氯碱工业. 2016(10)
[3]循环板对氯碱电解槽阳极室浓度场的影响[J]. 成蕾,张丽,温竟,刘秀明,刘国桢,刘云义. 氯碱工业. 2016(07)
[4]国内氯碱行业发展现状及技术装备情况探析[J]. 吴刚. 化工管理. 2016(19)
[5]堰板对氯碱电解槽阳极室温度场的影响[J]. 温竟,张丽,成蕾,王伟红,刘国桢,刘云义. 氯碱工业. 2016(06)
[6]中国氯碱行业发展现状及“十三五”展望[J]. 罗云. 中国氯碱. 2016(01)
[7]铜电解槽内电解液流场的数值模拟[J]. 李明周,黄金堤,童长仁,张文海,周孑民,李贺松,张鹏. 中国有色金属学报. 2015(08)
[8]离子膜电解槽运行9年总结[J]. 王奋斗. 氯碱工业. 2015(06)
[9]2014年中国氯碱行业经济运行分析及市场展望[J]. 张培超. 中国石油和化工经济分析. 2015(03)
[10]电流密度对氯碱工业离子膜电解槽传递特性影响[J]. 岳雯婷,张丽,刘秀明,刘国桢,刘云义. 化工学报. 2015(03)
博士论文
[1]基于纳米压痕仪的薄膜力学性能纳米测试与表征研究[D]. 张振宇.天津大学 2005
硕士论文
[1]稀土电解槽内杂质运动轨迹的数值模拟[D]. 张雪娇.内蒙古科技大学 2015
[2]离子膜法制碱的技术改造研究[D]. 刘婷婷.北京化工大学 2015
[3]三相逆流化床内流体力学和传质特性的实验研究及数值模拟[D]. 万东玉.青岛科技大学 2014
[4]双馈水轮发电机通风槽钢对电机内流体流动的影响研究[D]. 郭长光.哈尔滨理工大学 2014
[5]镍基Ni/RuO2复合电极和Ni-P合金电极的制备及其催化析氢性能的研究[D]. 陈雪.重庆大学 2013
[6]基于数值模拟的自然通风冷却塔防冻装置自动控制研究[D]. 甄海军.华北电力大学 2012
[7]全氟磺酸质子交换膜的改性与应用研究[D]. 邓慧.北京化工大学 2011
[8]内流工况液压锥阀内部流场的三维可视化模拟与仿真[D]. 许慧.太原理工大学 2007
[9]气液界面传质过程不稳态对流的实验研究[D]. 刘长旭.天津大学 2007
[10]隔膜烧碱蒸发装置优化研究[D]. 边圣海.浙江大学 2005
本文编号：3058858
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
离子膜法工艺流程
硕士学位论文 第一 1 克当量的 H2；阴极上产生 1 克当量的 NaOH。但在实际电解过程主反应，同时也会伴有副反应发生，所以电极上所得到的物质量通律计算所得到的产量。极反应[26]换为化学能为电解反应的基本原理，盐水电解生成氢氧化钠、氯气，盐水电离成 Na+和 Cl-，Na+在电荷作用下，可以透过离子交换膜能透过离子膜所以留在阳极，在电解作用下生成氯气，阴极室的水所以阳极室迁移过来的 Na+此时与阴极室的 OH-结合成 NaOH，而下生成氢气。图 1.2 为基本原理。
文 H →13NaClO335NaCl H2O H →12O2NaCl H2O OH →12O2NaCl H2的选择渗透性解工艺中，在阳极和阴极之间安装具有选择性渗离子的传递过程。阳极室的钠离子具有亲和性，离子和氢氧离子带负电，离子膜具有相似的负电不能通过膜。所以阴极侧的氢气和阳极产生的氯氢氧化钠和氯气发生的副反应影响烧碱质量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]氯碱工业离子膜电解槽内气液两相流动特性[J]. 张丽,戴俊,刘秀明,刘国桢,刘云义. 高校化学工程学报. 2017(01)
[2]氯碱行业“十三五”发展机会探析[J]. 梁诚. 氯碱工业. 2016(10)
[3]循环板对氯碱电解槽阳极室浓度场的影响[J]. 成蕾,张丽,温竟,刘秀明,刘国桢,刘云义. 氯碱工业. 2016(07)
[4]国内氯碱行业发展现状及技术装备情况探析[J]. 吴刚. 化工管理. 2016(19)
[5]堰板对氯碱电解槽阳极室温度场的影响[J]. 温竟,张丽,成蕾,王伟红,刘国桢,刘云义. 氯碱工业. 2016(06)
[6]中国氯碱行业发展现状及“十三五”展望[J]. 罗云. 中国氯碱. 2016(01)
[7]铜电解槽内电解液流场的数值模拟[J]. 李明周,黄金堤,童长仁,张文海,周孑民,李贺松,张鹏. 中国有色金属学报. 2015(08)
[8]离子膜电解槽运行9年总结[J]. 王奋斗. 氯碱工业. 2015(06)
[9]2014年中国氯碱行业经济运行分析及市场展望[J]. 张培超. 中国石油和化工经济分析. 2015(03)
[10]电流密度对氯碱工业离子膜电解槽传递特性影响[J]. 岳雯婷,张丽,刘秀明,刘国桢,刘云义. 化工学报. 2015(03)
博士论文
[1]基于纳米压痕仪的薄膜力学性能纳米测试与表征研究[D]. 张振宇.天津大学 2005
硕士论文
[1]稀土电解槽内杂质运动轨迹的数值模拟[D]. 张雪娇.内蒙古科技大学 2015
[2]离子膜法制碱的技术改造研究[D]. 刘婷婷.北京化工大学 2015
[3]三相逆流化床内流体力学和传质特性的实验研究及数值模拟[D]. 万东玉.青岛科技大学 2014
[4]双馈水轮发电机通风槽钢对电机内流体流动的影响研究[D]. 郭长光.哈尔滨理工大学 2014
[5]镍基Ni/RuO2复合电极和Ni-P合金电极的制备及其催化析氢性能的研究[D]. 陈雪.重庆大学 2013
[6]基于数值模拟的自然通风冷却塔防冻装置自动控制研究[D]. 甄海军.华北电力大学 2012
[7]全氟磺酸质子交换膜的改性与应用研究[D]. 邓慧.北京化工大学 2011
[8]内流工况液压锥阀内部流场的三维可视化模拟与仿真[D]. 许慧.太原理工大学 2007
[9]气液界面传质过程不稳态对流的实验研究[D]. 刘长旭.天津大学 2007
[10]隔膜烧碱蒸发装置优化研究[D]. 边圣海.浙江大学 2005
本文编号：3058858
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