煤化工灰渣盐酸浸取液蒸发结晶过程研究

发布时间：2023-04-17 05:22

　　煤化工灰渣主要指煤气化过程中产生的惰性铝硅酸盐产物,由于其含碳量很高,无法在建材建工领域得以规模性应用。煤化工灰渣中氧化铝、氧化铁和氧化钙总含量超过灰渣总量的60%,如果能够加以利用,将是一种极具潜力的固废资源化利用技术。然而对于如何分离Al3+、Fe3+和Ca2+离子,相关基础数据严重缺乏,成为煤化工资源化开发道路上的障碍。基于蒸发结晶分离Al3+、Fe3+和Ca2+离子的思路,本论文采用静态平衡法测定了Al3+、Fe3+、Ca2+‖Cl-—H2O体系以及子体系的相平衡。根据该水盐体系相平衡数据,获得了煤化工灰渣盐酸浸取液的蒸发规律,可以数字化显示不同蒸发阶段液相组成和固相组成的动态变化过程；结合煤化工灰渣综合利用的工艺要求,确定了蒸发结晶的最佳终点温度为333.15 K。采用间歇法对氯化铝水溶液的减压蒸发结晶过程进行了结晶动力学研究,回归得到了氯化铝在水溶液中的成核和生长速率方程。并分析了操作参数过饱和度、悬浮密度、搅拌强度、温度、晶种和杂质对氯化铝结晶的影响。根据Al3+、Fe3+、Ca2+‖Cl-—H2O体系相平衡数据,对煤化工灰渣盐酸浸取液蒸发结晶过程进行了概念设计,确定三效...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 煤化工灰渣
    1.2 粉煤灰提铝工艺研究进展
    1.3 粉煤灰制备结晶氯化铝研究现状
        1.3.1 结晶氯化铝简介
        1.3.2 粉煤灰制备结晶氯化铝现状
    1.4 课题研究内容及意义
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究意义
第二章 文献综述
    2.1 水盐体系相平衡
        2.1.1 稳定相平衡
        2.1.2 介稳相平衡
        2.1.3 Al³⁺,Fe³⁺,Ca²⁺‖Cl^--H₂O系统相平衡研究进展
    2.2 蒸发结晶动力学
        2.2.1 晶体生长机理模型
        2.2.2 结晶动力学研究方法
        2.2.3 蒸发结晶动力学研究
第三章 水盐体系相平衡实验研究
    3.1 实验装置及实验方法
        3.1.1 实验装置
        3.1.2 化学分析方法-GB/T 1574-2007
        3.1.3 化学分析方法的改进-特殊情况的处理
        3.1.4 密度测定方法
    3.2 实验结果
        3.2.1 平衡时间的确定
        3.2.2 二元子体系相平衡研究结果
        3.2.3 三元子体系相平衡研究
        3.2.4 Al³⁺,Fe³⁺,Ca²⁺‖Cl^--H₂O四元体系333.15K时相平衡实验结果
    3.3 小结
第四章 氯化铝结晶动力学
    4.1 实验装置及实验步骤
        4.1.1 实验装置
        4.1.2 实验步骤
    4.2 实验结果
        4.2.1 溶液饱和蒸气压测定
        4.2.2 动力学研究结果
    4.3 小结
第五章 盐酸浸取液蒸发结晶概念设计
    5.1 FeCl₃和CaCl₂含量下353.15K和373.15K时的AlCl₃溶解度
    5.2 理论蒸发水量计算
        5.2.1 第一阶段蒸发浓缩过程计算
        5.2.2 第二阶段蒸发结晶过程计算
    5.3 三效蒸发浓缩工艺
        5.3.1 工艺计算
        5.3.2 主要结构尺寸的设计
    5.4 单效结晶工艺
        5.4.1 工艺计算
        5.4.2 主要结构尺寸的设计
    5.5 蒸发经济性计算
        5.5.1 耗用蒸汽量计算
        5.5.2 经济性衡算
    5.6 小结
第六章 结论与建议
参考文献
致谢



本文编号：3792658