氟铝杂质离子和有机酸添加剂对脱硫石膏结晶过程的影响实验研究
发布时间：2023-02-18 12:10
随着我国燃煤电厂烟气二氧化硫的排放控制全面铺开，钙基湿法烟气脱硫工艺技术广泛应用并占据主导地位，伴随装置运行产生了大量的脱硫石膏。脱硫石膏的结晶生成过程是湿法脱硫工艺的重要环节，关系到系统的物料平衡和运行稳定性，同时，其产物品质直接影响其资源化利用的方式和水平。了解脱硫石膏结晶过程规律，优化相应工艺控制，对保障脱硫副产品品质，减降脱硫系统运行成本有现实意义。基于对湿法脱硫工艺特点和已有研究的分析，本文对二水硫酸钙结晶的主要影响因素进行了研究，重点探讨了钙基湿法烟气脱硫体系中氟、铝杂质离子及常用有机酸等强化脱硫添加剂对二水硫酸钙结晶诱导时间、成核速率、晶体表面能及产物形貌的影响。 采用反应结晶的实验方法，结合地球化学模拟软件PHREEQC计算获得的离子活度积、溶度积以及过饱和指数等热力学参数，对二水硫酸钙结晶的主要影响因素进行了研究。结果表明：实验条件下，温度、[Ca2+]/[SO42-]摩尔比、反应物浓度是影响二水硫酸钙结晶的关键因素，而反应溶液pH的影响不明显。温度升高会大大缩短结晶诱导时间，且较高温度下(55℃)晶体生长得更为粗壮和均匀；[Ca2+]/[SO42-]摩尔比和反应物浓...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 我国 SO2排放现状及主要危害
1.2.1 SO2排放现状
1.2.2 SO2的主要危害
1.3 烟气脱硫技术及添加剂研究现状
1.3.1 烟气脱硫技术现状
1.3.2 石灰石/石灰-石膏湿法脱硫添加剂的研究及应用
1.4 石膏
1.4.1 石膏的基本性质
1.4.2 二水石膏晶体结构及单晶形态
1.4.3 我国脱硫石膏的特性及利用现状
1.5 本论文研究思路、意义及内容
1.5.1 研究思路及意义
1.5.2 研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 主要实验试剂及仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 研究方法以及实验操作
2.2.1 二水硫酸钙结晶的热力学原理及过饱和度的确定
2.2.2 二水硫酸钙晶体的形成过程
2.2.3 实验操作过程及诱导时间的确定
2.3 实验分析方法
2.3.1 PHREEQC 模型计算法
2.3.2 二水硫酸钙结晶成核速率以及晶体表面能的计算
2.3.3 X 射线衍射(X-ray diffraction)
2.3.4 扫描电子显微镜(SEM-Scanning Electron Microscopy)
第三章 二水硫酸钙结晶反应的影响因素研究
3.1 温度对二水硫酸钙结晶过程的影响
3.1.1 温度对结晶诱导时间的影响
3.1.2 温度对晶体形貌的影响
3.2 pH 对二水硫酸钙结晶过程的影响
3.2.1 pH 对结晶诱导时间的影响
3.2.2 pH 对晶体形貌的影响
3.3 反应物浓度对二水硫酸钙结晶过程的影响
3.3.1 反应物浓度对结晶诱导时间的影响
3.3.2 反应物浓度对晶体形貌的影响
3.4 [Ca2+]/[SO4
2-]摩尔比对二水硫酸钙结晶过程的影响
3.4.1 [Ca2+]/[SO4
2-]摩尔比对结晶诱导时间的影响
3.4.2 [Ca2+]/[SO4
2-]摩尔比对晶体形貌的影响
3.5 本章小结
第四章 氟、铝离子和有机酸添加剂对二水硫酸钙结晶过程的影响
4.1 氟、铝离子对二水硫酸钙结晶过程的影响
4.1.1 氟、铝离子对二水硫酸钙结晶诱导时间的影响
4.1.2 氟、铝离子对二水硫酸钙晶体表面能及成核速率的影响
4.1.3 氟、铝离子对二水硫酸钙晶体形貌的影响
4.2 有机酸添加剂对二水硫酸钙结晶过程的影响
4.2.1 有机酸添加剂对二水硫酸钙结晶诱导时间的影响
4.2.2 有机酸添加剂对二水硫酸钙晶体表面能及成核速率的影响
4.2.3 有机酸添加剂对二水硫酸钙晶体形貌的影响
4.3 本章小结
第五章 结论、建议及创新点
5.1 结论
5.2 论文不足与建议
5.3 创新点
参考文献
致谢
附录 攻读硕士学位期间的学术成果
本文编号：3744941
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 我国 SO2排放现状及主要危害
1.2.1 SO2排放现状
1.2.2 SO2的主要危害
1.3 烟气脱硫技术及添加剂研究现状
1.3.1 烟气脱硫技术现状
1.3.2 石灰石/石灰-石膏湿法脱硫添加剂的研究及应用
1.4 石膏
1.4.1 石膏的基本性质
1.4.2 二水石膏晶体结构及单晶形态
1.4.3 我国脱硫石膏的特性及利用现状
1.5 本论文研究思路、意义及内容
1.5.1 研究思路及意义
1.5.2 研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 主要实验试剂及仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 研究方法以及实验操作
2.2.1 二水硫酸钙结晶的热力学原理及过饱和度的确定
2.2.2 二水硫酸钙晶体的形成过程
2.2.3 实验操作过程及诱导时间的确定
2.3 实验分析方法
2.3.1 PHREEQC 模型计算法
2.3.2 二水硫酸钙结晶成核速率以及晶体表面能的计算
2.3.3 X 射线衍射(X-ray diffraction)
2.3.4 扫描电子显微镜(SEM-Scanning Electron Microscopy)
第三章 二水硫酸钙结晶反应的影响因素研究
3.1 温度对二水硫酸钙结晶过程的影响
3.1.1 温度对结晶诱导时间的影响
3.1.2 温度对晶体形貌的影响
3.2 pH 对二水硫酸钙结晶过程的影响
3.2.1 pH 对结晶诱导时间的影响
3.2.2 pH 对晶体形貌的影响
3.3 反应物浓度对二水硫酸钙结晶过程的影响
3.3.1 反应物浓度对结晶诱导时间的影响
3.3.2 反应物浓度对晶体形貌的影响
3.4 [Ca2+]/[SO4
2-]摩尔比对二水硫酸钙结晶过程的影响
3.4.1 [Ca2+]/[SO4
2-]摩尔比对结晶诱导时间的影响
3.4.2 [Ca2+]/[SO4
2-]摩尔比对晶体形貌的影响
3.5 本章小结
第四章 氟、铝离子和有机酸添加剂对二水硫酸钙结晶过程的影响
4.1 氟、铝离子对二水硫酸钙结晶过程的影响
4.1.1 氟、铝离子对二水硫酸钙结晶诱导时间的影响
4.1.2 氟、铝离子对二水硫酸钙晶体表面能及成核速率的影响
4.1.3 氟、铝离子对二水硫酸钙晶体形貌的影响
4.2 有机酸添加剂对二水硫酸钙结晶过程的影响
4.2.1 有机酸添加剂对二水硫酸钙结晶诱导时间的影响
4.2.2 有机酸添加剂对二水硫酸钙晶体表面能及成核速率的影响
4.2.3 有机酸添加剂对二水硫酸钙晶体形貌的影响
4.3 本章小结
第五章 结论、建议及创新点
5.1 结论
5.2 论文不足与建议
5.3 创新点
参考文献
致谢
附录 攻读硕士学位期间的学术成果
本文编号：3744941
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