离子交换法去除碱回收炉中非工艺元素的研究
发布时间：2023-04-10 23:14
传统造纸制浆工艺流程中对废水中有用物质未能加以足够的利用，随着国家环保力度的加强，越来越多的企业响应国家号召采用碱回收系统，既减少了污水排放，也回收了大量宝贵资源。造纸工业碱回收过程中非工艺元素的积累会对车间的正常运转造成如系统不能连续运行、设备的损耗等严重的危害，造成生产效率降低，经济效益变差，国内对此进行研究较少，而国外近年来发展出一种新型离子交换树脂通过离子交换系统对离子进行分离，且不产生二次污染的新技术。 本文针对国内尚无使用离子交换法去除非工艺元素的现状，利用高分子合成的相关知识合成出两性离子交换树脂AMP01并对合成过程中的反应机理进行了研究，对反应条件进行了优化并将树脂进行了实际应用，对应用条件作了优化；对树脂进行了测试和表征，分析出了此类型树脂的特点，可用于对未知树脂进行判断；分别以NaCl和Na2SO4作为吸附质，分析了其等温吸附曲线；由于ZrO(OH)2具有离子选择性分离且效果良好，其可应用于有益元素的回收，并对实验条件进行了优化。 结果表明： 合成强碱弱酸基两性离子交换树脂最佳反应条件为：在反应温度...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 造纸业的污染
1.3 碱回收工艺
1.4 非工艺元素对碱回收炉的损害-钾离子和氯离子的危害
1.5 碱灰中氯钾元素的来源
1.6 去除氯钾非工艺元素的国内研究现状
1.7 国外研究进展
1.8 常用离子交换剂和离子交换树脂
1.9 两性离子交换树脂
1.10 本课题的意义，主要内容及创新点
1.10.1 本课题的意义
1.10.2 主要内容
1.10.3 创新点
2 实验内容
2.1 引言
2.2 实验主要设备及试剂
2.2.1 主要设备
2.2.2 主要试剂
2.3 树脂合成思路和合成路线
2.3.1 树脂合成思路
2.3.2 两性离子交换树脂的合成路线
2.4 通过仪器对树脂进行测试和表征
2.5 两性离子交换树脂实际应用测试
2.6 吸附性能的研究
2.6.1 树脂吸附等温线测定
2.6.2 微量离子浓度的测量方法
2.7 一种新型吸附剂应用于碱回收炉中非工艺元素的去除
3 树脂合成
3.1 网状交联间聚物骨架(树脂白球)的合成
3.2 氯甲基化反应(氯球的合成)
3.3 氯球胺化反应
3.4 弱酸基化反应
3.5 反应条件的优化
3.5.1 反应温度的影响
3.5.2 反应时间的影响
3.5.3 丙烯酸加入量对阴阳功能基团比的影响
3.5.4 引发剂用量的影响
3.6 两性离子交换树脂交换容量的测量的探讨
3.7 小结
4 树脂结构与表征
4.1 对交联度为 4%和 7%的白球进行 TG 分析
4.2 对交联度不同的强碱树脂的 TG 分析
4.3 合成出的 AMP01 和国外某型号树脂 TG 分析
4.3.1 AMP01 的 TG 分析
4.3.2 国外某型号树脂
4.4 树脂红外分析
4.4.1 骨架白球的红外分析
4.4.2 交联度不同时强碱树脂的红外表征
4.4.3 AMP01 两性离子交换树脂的红外表征及内盐型验证
4.4.4 国外某型号树脂的红外表征
4.5 小结
5 树脂应用实验
5.1 树脂应用试验方法
5.2 影响树脂使用效果的因素
5.3 树脂应用条件范围确定后的实验
5.3.1 应用实验一
5.3.2 应用实验二
5.3.3 应用实验三
5.3.4 应用实验四
5.3.5 应用实验五
5.3.6 结果讨论
5.3.7 二次过柱的应用实验
5.4 各因素最佳条件的讨论
5.4.1 碱灰浓度的选择
5.4.2 流速的选择
5.4.3 AMP02 的应用实验
5.5 国外某型树脂应用实验
5.6 小结
6 树脂吸附性能和吸附机理的研究
6.1 树脂对 Cl-的等温吸附
6.1.1 25℃时，树脂对 Cl-的等温吸附
6.1.2 40℃时，树脂对 Cl-的等温吸附
6.1.3 55℃时，树脂对 Cl-的等温吸附
6.2 树脂对 SO4
2-的等温吸附
6.2.1 25℃树脂对 SO4
2-的等温吸附
6.2.2 40℃树脂对 SO4
2-的等温吸附
6.2.3 55℃树脂对 SO4
2-的等温吸附
6.3 线性相关性分析
6.3.1 吸附质为 NaCl 时的线性相关性
6.3.2 吸附质为 Na2SO4时的线性相关性
6.4 树脂吸附曲线
6.5 小结
7 一种新型吸附剂应用于碱回收炉中非工艺元素的去除
7.1 实验原理
7.2 实验步骤
7.3 结果与讨论
7.3.1 pH 对吸附效果的影响
7.3.2 吸附剂的用量对吸附效果的影响
7.4 误差来源及分析
7.5 小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3788904
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 造纸业的污染
1.3 碱回收工艺
1.4 非工艺元素对碱回收炉的损害-钾离子和氯离子的危害
1.5 碱灰中氯钾元素的来源
1.6 去除氯钾非工艺元素的国内研究现状
1.7 国外研究进展
1.8 常用离子交换剂和离子交换树脂
1.9 两性离子交换树脂
1.10 本课题的意义，主要内容及创新点
1.10.1 本课题的意义
1.10.2 主要内容
1.10.3 创新点
2 实验内容
2.1 引言
2.2 实验主要设备及试剂
2.2.1 主要设备
2.2.2 主要试剂
2.3 树脂合成思路和合成路线
2.3.1 树脂合成思路
2.3.2 两性离子交换树脂的合成路线
2.4 通过仪器对树脂进行测试和表征
2.5 两性离子交换树脂实际应用测试
2.6 吸附性能的研究
2.6.1 树脂吸附等温线测定
2.6.2 微量离子浓度的测量方法
2.7 一种新型吸附剂应用于碱回收炉中非工艺元素的去除
3 树脂合成
3.1 网状交联间聚物骨架(树脂白球)的合成
3.2 氯甲基化反应(氯球的合成)
3.3 氯球胺化反应
3.4 弱酸基化反应
3.5 反应条件的优化
3.5.1 反应温度的影响
3.5.2 反应时间的影响
3.5.3 丙烯酸加入量对阴阳功能基团比的影响
3.5.4 引发剂用量的影响
3.6 两性离子交换树脂交换容量的测量的探讨
3.7 小结
4 树脂结构与表征
4.1 对交联度为 4%和 7%的白球进行 TG 分析
4.2 对交联度不同的强碱树脂的 TG 分析
4.3 合成出的 AMP01 和国外某型号树脂 TG 分析
4.3.1 AMP01 的 TG 分析
4.3.2 国外某型号树脂
4.4 树脂红外分析
4.4.1 骨架白球的红外分析
4.4.2 交联度不同时强碱树脂的红外表征
4.4.3 AMP01 两性离子交换树脂的红外表征及内盐型验证
4.4.4 国外某型号树脂的红外表征
4.5 小结
5 树脂应用实验
5.1 树脂应用试验方法
5.2 影响树脂使用效果的因素
5.3 树脂应用条件范围确定后的实验
5.3.1 应用实验一
5.3.2 应用实验二
5.3.3 应用实验三
5.3.4 应用实验四
5.3.5 应用实验五
5.3.6 结果讨论
5.3.7 二次过柱的应用实验
5.4 各因素最佳条件的讨论
5.4.1 碱灰浓度的选择
5.4.2 流速的选择
5.4.3 AMP02 的应用实验
5.5 国外某型树脂应用实验
5.6 小结
6 树脂吸附性能和吸附机理的研究
6.1 树脂对 Cl-的等温吸附
6.1.1 25℃时，树脂对 Cl-的等温吸附
6.1.2 40℃时，树脂对 Cl-的等温吸附
6.1.3 55℃时，树脂对 Cl-的等温吸附
6.2 树脂对 SO4
2-的等温吸附
6.2.1 25℃树脂对 SO4
2-的等温吸附
6.2.2 40℃树脂对 SO4
2-的等温吸附
6.2.3 55℃树脂对 SO4
2-的等温吸附
6.3 线性相关性分析
6.3.1 吸附质为 NaCl 时的线性相关性
6.3.2 吸附质为 Na2SO4时的线性相关性
6.4 树脂吸附曲线
6.5 小结
7 一种新型吸附剂应用于碱回收炉中非工艺元素的去除
7.1 实验原理
7.2 实验步骤
7.3 结果与讨论
7.3.1 pH 对吸附效果的影响
7.3.2 吸附剂的用量对吸附效果的影响
7.4 误差来源及分析
7.5 小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3788904
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/hetongwenben/3788904.html
