氨法氧化锌制取与废水回收过程研究及模拟计算

发布时间：2017-05-26 13:07

  本文关键词：氨法氧化锌制取与废水回收过程研究及模拟计算，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：活性氧化锌是一种重要的化工原料,具有普通氧化锌不具备的吸光性和催化性,在陶瓷、国防、纺织等方面有十分广泛的应用。近年来,各行业对活性氧化锌需求不断增长,活性氧化锌的应用前景十分广阔。目前,氨配合法活性氧化锌生产因其成本低、产品纯度高、对粗锌矿的通用性强而应用广泛,但同时也存在着处理量小,能耗大,废水量大等不足,针对以上问题,本文结合氨配合法及汽提蒸氨的特点,利用氨配合法得到锌氨浸取液进入汽提塔蒸氨,并利用氨吸收塔和氨解吸塔实现氨的回收利用。锌氨浸取液是复杂的配合物体系,本文从化学键方面分析了配合物的形成机理,建立了ZnO-NH3-NH4HCO3-H2O体系的热力学模型,分析了不同温度下氨浓度、PH对氧化锌浸取过程的影响,并对温度为298K及333K时计算值进行了实验验证。针对浸取蒸氨及氨回收过程的特点,对过程进行了合理简化,并利用Aspen中电解质数据包计算NH3-CO2-H2O体系的气液平衡,回归了氧化锌溶解及锌氨配合反应平衡常数的温度参数,提高了计算过程的准确性。最后利用Aspen软件建立了浸取蒸氨及氨回收的工艺流程,优化了过程的参数,达到了要求的蒸氨和氨回收效果,氨吸收塔塔顶废气及氨解吸塔塔底废水均达到了排放标准,对工业生产提供了理论依据和指导作用。
【关键词】：活性氧化锌 锌氨配合物 废水回收 热力学 流程模拟
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ132.41;X781
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 符号说明8-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 活性氧化锌的应用9-10
• 1.1.1 脱硫方面的应用9
• 1.1.2 橡胶工业中的应用9
• 1.1.3 陶瓷工业中的应用9
• 1.1.4 饲料工业中的应用9-10
• 1.1.5 其它方面的应用10
• 1.2 工业活性氧化锌质量标准10-11
• 1.3 氧化锌、活性氧化锌发展历史进展及生产工艺11-17
• 1.3.1 直接法11-12
• 1.3.2 间接法12
• 1.3.3 湿法12-15
• 1.3.4 其他方法15-17
• 1.4 精馏法在氧化锌生产中的应用17-18
• 1.5 湿法冶锌的热力学分析18
• 1.6 蒸氨工艺在含氨废水处理中的应用18
• 1.7 冶金过程的模拟18-20
• 1.7.1 流程模拟简介18-19
• 1.7.2 HSC Chemistry热力学计算软件19
• 1.7.3 Aspen Plus流程模拟与湿法冶金19-20
• 1.8 课题研究意义及主要研究内容20-23
• 第二章 锌、氧化锌、锌离子及其配合物23-30
• 2.1 锌的性质23-26
• 2.1.1 锌的物理化学性质23-24
• 2.1.2 锌的热力学性质24-25
• 2.1.3 锌的结构性质25-26
• 2.2 氧化锌的性质26-28
• 2.2.1 氧化锌的物理化学性质26
• 2.2.2 氧化锌的热力学性质26
• 2.2.3 氧化锌的结构性质26-28
• 2.3 锌离子及配合物28-30
• 2.3.1 锌离子的热力学性质28
• 2.3.2 锌离子的结构特征28-29
• 2.3.3 锌离子在氨溶液中的络合物29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 氧化锌浸取过程的热力学31-43
• 3.1 热力学分析31-34
• 3.1.1 配合物稳定常数32-33
• 3.1.2 其他化合物的反应平衡33-34
• 3.2 模型建立34-36
• 3.3 结果讨论36-40
• 3.4 实验验证40-41
• 3.4.1 实验试剂40
• 3.4.2 实验步骤及结果40-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第四章 氧化锌浸取及氨回收过程模拟计算43-59
• 4.1 过程的描述43-44
• 4.2 气液平衡的计算44-45
• 4.3 弱挥发性电解质处理方法45-50
• 4.3.1 液相热力学模型-电解质NRTL模型46
• 4.3.2 气相热力学模型-RK模型46-47
• 4.3.3 电解质数据包准确性验证47-50
• 4.4 锌氨配合物处理方法50-51
• 4.4.1 锌氨配合物热力学性质50
• 4.4.2 配合反应平衡常数温度参数回归50-51
• 4.5 过程的模拟计算及优化51-58
• 4.5.1 氧化锌浸取、蒸氨过程模拟及优化51-54
• 4.5.2 氨回收系统模拟计算及优化54-58
• 4.6 本章小结58-59
• 第五章 结论59-61
• 参考文献61-65
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果65-67
• 致谢67

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