本文關(guān)鍵詞：基于顆粒自碰撞的廢鉛膏脫硫新方法實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：鉛酸蓄電池作為一種動(dòng)力能源目前被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)、通訊、信息、國(guó)防等領(lǐng)域。我國(guó)每年約有1.1億只鉛酸蓄電池報(bào)廢,其中含鉛300多萬(wàn)噸,再生回收鉛酸蓄電池不僅是鉛資源循環(huán)利用發(fā)展的需要,同時(shí)也能減少鉛對(duì)生存環(huán)境造成破壞。進(jìn)口技術(shù)裝備對(duì)中國(guó)國(guó)情的適應(yīng)性不好,而自主技術(shù)裝備儲(chǔ)備又不足,國(guó)家推行鉛酸蓄電池清潔再生工藝曾一度受阻。鉛膏脫硫是清潔再生過(guò)程的核心之一,圍繞其開(kāi)展基礎(chǔ)與應(yīng)用研究,對(duì)蓄電池清潔再生與鉛資源循環(huán)行業(yè)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)意義很大。在充分認(rèn)識(shí)鉛膏特性基礎(chǔ)上,利用碳酸鈉作為脫硫劑,針對(duì)鉛膏脫硫反應(yīng)產(chǎn)物層包裹反應(yīng)物、阻礙反應(yīng)進(jìn)行的問(wèn)題開(kāi)展研究,提出一種基于鉛膏顆粒自碰撞的廢鉛膏脫硫系統(tǒng),構(gòu)建基于“顆粒自碰撞”表面強(qiáng)制更新反應(yīng)系統(tǒng),達(dá)到鉛膏高效脫硫、過(guò)程節(jié)能環(huán)保的效果。首先對(duì)碳酸鈉鉛膏脫硫過(guò)程進(jìn)行了傳質(zhì)分析,得出內(nèi)擴(kuò)散作用為鉛膏脫硫過(guò)程的主要控制步驟,碳酸鉛的包裹為主要影響脫硫速率和效率低的原因。根據(jù)傳質(zhì)分析,提出了“表面更新”的理論,即通過(guò)外力的作用及時(shí)去除包裹在固體表面的碳酸鉛顆粒,使反應(yīng)能夠迅速進(jìn)行,提高反應(yīng)的脫硫效率。實(shí)驗(yàn)室搭建小型基于顆粒自碰撞機(jī)制的鉛膏脫硫?qū)嶒?yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)得出該系統(tǒng)在鉛膏脫硫過(guò)程中的反應(yīng)條件：反應(yīng)漿液的最佳pH范圍為8-10之間,當(dāng)碳酸鈉與硫酸鉛的摩爾比為1.0～1.1：1時(shí),該反應(yīng)系統(tǒng)脫硫效率最高,并且pH值能夠保持在10以下；鉛膏的脫硫效率隨溫度的升高而升高,當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到40℃以上時(shí),該系統(tǒng)的脫硫效率已經(jīng)能夠滿(mǎn)足工業(yè)需求；當(dāng)漿液濃度在20-70%時(shí),鉛膏最終的含硫量能夠穩(wěn)定低于0.5%,滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。最后在廢鉛酸蓄電池回收現(xiàn)場(chǎng)組建了中試實(shí)驗(yàn)裝置,直接利用破碎后產(chǎn)生的鉛膏漿液進(jìn)行中試實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明：新型反應(yīng)系統(tǒng)的脫硫效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)要好于傳統(tǒng)攪拌釜式反應(yīng),在反應(yīng)30min以后,鉛膏的最終含硫量穩(wěn)定低于0.5%,滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。
【關(guān)鍵詞】：鉛酸蓄電池 鉛膏 脫硫 表面更新
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X705
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 引言9
• 1.2 鉛酸蓄電池簡(jiǎn)介9-13
• 1.2.1 鉛酸蓄電池現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 鉛酸蓄電池的構(gòu)成和原理11-12
• 1.2.3 鉛酸蓄電池失效原因12-13
• 1.3 鉛膏再生的主要技術(shù)13-21
• 1.3.1 鉛膏高溫火法熔煉技術(shù)14
• 1.3.2 鉛膏濕法再生技術(shù)14-19
• 1.3.3 鉛膏脫硫低溫熔煉技術(shù)19-21
• 1.4 研究目的、意義及內(nèi)容21-23
• 1.5 課題來(lái)源23-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法24-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料24-25
• 2.1.1 鉛膏來(lái)源24
• 2.1.2 鉛膏物相分析24-25
• 2.1.3 鉛膏粒度分布25
• 2.2 鉛膏脫硫工藝流程25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)分析方法25-28
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)25-26
• 2.3.2 鉛膏中含硫率的測(cè)定26-28
• 第3章 鉛膏脫硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析28-35
• 3.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器28-29
• 3.2 反應(yīng)過(guò)程及傳質(zhì)分析29-30
• 3.3 鉛膏脫硫反應(yīng)過(guò)程分析30-33
• 3.3.1 化學(xué)反應(yīng)對(duì)鉛膏脫硫效率的影響30-31
• 3.3.2 外擴(kuò)散作用對(duì)鉛膏脫硫效率的影響31
• 3.3.3 內(nèi)擴(kuò)散作用對(duì)鉛膏脫硫效率的影響31-32
• 3.3.4 鉛膏脫硫前后的SEM分析32-33
• 3.4 表面更新鉛膏脫硫機(jī)制33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第4章 基于顆粒自碰撞的鉛膏脫硫小試實(shí)驗(yàn)研究35-44
• 4.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器35-36
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑35
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器35-36
• 4.2 實(shí)驗(yàn)裝置和原理36-38
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置及流程36-37
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)原理37-38
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論38-42
• 4.3.1 碳酸鈉的量對(duì)鉛膏脫硫效率的影響38-39
• 4.3.2 反應(yīng)溫度對(duì)鉛膏脫硫效率的影響39-40
• 4.3.3 漿液濃度對(duì)鉛膏脫硫效率的影響40-41
• 4.3.4 鉛膏粒徑對(duì)鉛膏脫硫效率的影響41
• 4.3.5 鉛膏反應(yīng)前后XRD分析41-42
• 4.4 本章小結(jié)42-44
• 第5章 基于顆粒自碰撞的鉛膏脫硫中試實(shí)驗(yàn)研究44-52
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置和原料44-45
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置44-45
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)原料45
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論45-51
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)條件45-47
• 5.2.2 兩種管式反應(yīng)器在雙相流中的脫硫性能47-48
• 5.2.3 兩種管式反應(yīng)器在三相流中的脫硫性能48-49
• 5.2.4 不同流速下脫硫效率的變化49-50
• 5.2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平行校驗(yàn)50-51
• 5.3 本章小結(jié)51-52
• 第6章 結(jié)論與展望52-55
• 6.1 結(jié)論52-53
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)53
• 6.3 展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 致謝60-61
• 附錄：攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61

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