發(fā)布時(shí)間：2020-06-20 03:04

【摘要】：無(wú)氯鉀肥是指一類(lèi)不含氯離子的鉀肥,主要包括硫酸鉀、硝酸鉀、碳酸鉀。作為一些忌氯作物的主要鉀源,無(wú)氯鉀肥在番茄、煙草、土豆等作物種植的過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用。然而,現(xiàn)有的無(wú)氯鉀肥制備工藝具有一定的局限性,如操作條件復(fù)雜、能耗高和存在嚴(yán)重的環(huán)境污染等。本論文中,使用KC1和酸根鹽(硝酸鹽、碳酸鹽和硫酸鹽)作為原料,設(shè)計(jì)一種四隔室電滲析膜堆,通過(guò)電復(fù)分解的方法制備無(wú)氯鉀肥。首先,探討了在間歇操作模式下通過(guò)電復(fù)分解的方法制備三種無(wú)氯鉀肥(硫酸鉀、碳酸鉀和硝酸鉀)的過(guò)程;其次,在間歇操作模式的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了電復(fù)分解法連續(xù)生產(chǎn)無(wú)氯鉀肥的工藝路線(xiàn),為無(wú)氯鉀肥的生產(chǎn)開(kāi)辟出一條綠色、高效、經(jīng)濟(jì)之路。第一章為緒論部分,主要闡述了無(wú)氯鉀肥的生產(chǎn)現(xiàn)狀以及現(xiàn)有生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn),介紹了幾種不同類(lèi)型的電滲析裝置以及傳質(zhì)過(guò)程,分析了電復(fù)分解法生產(chǎn)無(wú)氯鉀肥的優(yōu)勢(shì),提出了本論文的研究目的與意義以及研究?jī)?nèi)容。第二章主要探討了電流密度、原料Ⅰ中陽(yáng)離子種類(lèi)、原料Ⅰ中陰離子種類(lèi)等因素對(duì)電復(fù)分解法間歇操作制備無(wú)氯鉀肥過(guò)程中的產(chǎn)品性能與過(guò)程能耗、電流效率的影響。結(jié)果表明:首先,當(dāng)電流密度從10增加到25 mA/cm2時(shí),能量消耗從0.41增加到0.64kW·h/kg,KNO3的產(chǎn)品純度從92.36%提高到95.91%;其次,與MgSO4、Na2SO4相比,使用(NH4)2SO4作為硫酸根源時(shí),產(chǎn)品品質(zhì)與過(guò)程的電流效率相對(duì)較高,而能耗相對(duì)較低;再次,探討不同陰離子原料NaNO3、Na2CO3和Na2SO4的影響時(shí),結(jié)果顯示平均能耗排序?yàn)镋K2CO3EK2SO4≈EKNO3,平均電流效率排序?yàn)棣荎3SO4ηK2CO37KNO3,此外,與其它兩種肥料相比,KNO3產(chǎn)品純度相對(duì)較高;最后,經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,電復(fù)分解法在制備無(wú)氯鉀肥方面具有很好的應(yīng)用前景,特別是對(duì)于KNO3和K2CO3這兩種產(chǎn)品。第三章主要探討了電流密度、KN03隔室溶液初始濃度、KNO3隔室通水流量等因素對(duì)電復(fù)分解法連續(xù)操作制備硝酸鉀過(guò)程中的產(chǎn)品品質(zhì)、過(guò)程能耗、電流效率等的影響。結(jié)果顯示:首先,隨著電流密度從10上升到25 mA/cm2時(shí),KNO3產(chǎn)品純度由92.70%上升到95.93%,同時(shí)產(chǎn)品溶液Cl-含量降低、能耗上升、電流效率升高;其次,隨著KNO3隔室溶液初始濃度上升,最終產(chǎn)品隔室中溶液KNO3濃度上升,有利于降低產(chǎn)品后期蒸發(fā)成本,而產(chǎn)品中K+的百分含量、雜質(zhì)Cl-的百分含量和過(guò)程電流效率幾乎不受影響;;最后,KNO3產(chǎn)品隔室通水流量越大、產(chǎn)量越大,且通水流量對(duì)電流效率以及產(chǎn)品中K+的百分含量、雜質(zhì)Cl-的百分含量幾乎沒(méi)有影響,但過(guò)大的通水流量會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品濃度很低,本部分建議流量為7.5 mL/min。采用石墨電解法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行提純,實(shí)驗(yàn)考察了電壓降和Cl-初始含量對(duì)產(chǎn)品提純的影響。結(jié)果顯示,提高電壓降可以有效縮短產(chǎn)品達(dá)標(biāo)時(shí)間;Cl-初始含量低,產(chǎn)品達(dá)標(biāo)時(shí)間也相對(duì)縮短。第四章為本論文的總結(jié)與展望、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與特色之處。綜上所述,本論文結(jié)果表明電復(fù)分解法是一種綠色、高效、經(jīng)濟(jì)的制備無(wú)氯鉀肥的工藝路線(xiàn)。然而,本論文所涉及的實(shí)驗(yàn)均是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)初步研究,真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還需要進(jìn)一步中試乃至工業(yè)大型化生產(chǎn)研究。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ443
【圖文】：

第一章緒論因此相比于傳統(tǒng)普通電滲析裝置，膜堆的電阻上，同時(shí)試驗(yàn)裝置運(yùn)行穩(wěn)定、脫鹽速率快，在備領(lǐng)域應(yīng)用廣泛［１７，２７］。逡逑析逡逑驗(yàn)裝置和卷式反滲透試驗(yàn)裝置相似，如圖１．３卷裝在同心圓筒內(nèi)，圓筒中心為陽(yáng)極，陰極安濃液與淡液，管道垂直于圖平面，淡液的進(jìn)出

陽(yáng)離子向陰極遷移，到達(dá)電極發(fā)生電極反應(yīng)。電滲析過(guò)程除了陰陽(yáng)離逡逑子定向遷移和電極反應(yīng)之外，往往還伴隨著其他過(guò)程，這些過(guò)程不利于正常電滲逡逑析過(guò)程，如圖１．４所示：逡逑ｍｍ邐陽(yáng)膜逡逑主邐淡室逡逑【離子遷‘逡逑邐逡逑次逡逑＾（Ｈ．ＯＮａ－邋＾邋名離子邋ｅｉ－（Ｈｉ0）逡逑＂＾邐ＣＪ逡逑陽(yáng)極ｇ邐 二：＾邐４？二邐陰極逡逑＊邋Ｈ＾＋ＮａＣｌ邐，邐Ｈ，（ＨＮａＣｌ逡逑過(guò)邐邋？滲漏邐？｛邐逡逑程訊Ｍｊ－極化ｆ邋Ｈ‘逡逑圖１．４電滲析過(guò)程涉及的基本傳質(zhì)過(guò)程逡逑Ｆｉｇ邋１．４邋Ｂａｓｉｃ邋ｍａｓｓ邋ｔｒａｎｓｆｅｒ邋ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ．逡逑（１）

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 常曉梅;;一步復(fù)分解法生產(chǎn)藥用輔料硬脂酸鎂的最佳工藝參數(shù)[J];蚌埠學(xué)院學(xué)報(bào);2014年03期

2 王峰;硫酸鉀的制備[J];棗莊師專(zhuān)學(xué)報(bào);1998年03期

3 張學(xué)記;氯化鋇測(cè)定復(fù)分解法純堿母液中的SO_4~=[J];化學(xué)世界;1988年04期

4 盧鐵軍,劉琦,劉玉,尤大鉞;復(fù)分解法制備硼酸和硝酸鈉工藝的研究[J];化學(xué)世界;1988年07期

5 王東頭 ,張明春;復(fù)分解法生產(chǎn)硝酸鉀的探討[J];無(wú)機(jī)鹽工業(yè);1988年04期

6 張學(xué)記;;用BaCl_2直接測(cè)定SO_4~(2-)在復(fù)分解法生產(chǎn)純堿中的應(yīng)用[J];安徽化工;1988年03期

7 姚培貞;;復(fù)分解法生產(chǎn)N、P、K高效復(fù)肥的研究[J];化肥工業(yè);1988年02期

8 張學(xué)記;林杰;;復(fù)分解法生產(chǎn)純堿初探[J];化學(xué)工程師;1989年06期

9 陳雯,朱云,楊慧振;還原-復(fù)分解法由天青石制備碳酸鍶[J];有色金屬;2000年02期

10 張坤;王志才;胡文麗;王洪濤;;直接復(fù)分解法合成葡萄糖酸鋅及其表征[J];阜陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 馮冬梅;蔡玉良;戴佳佳;湯升亮;;復(fù)分解反應(yīng)中添加劑對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣顆粒形貌的調(diào)控[A];中國(guó)水泥協(xié)會(huì)環(huán)保和資源綜合利用專(zhuān)業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)會(huì)議文集[C];2011年

2 王立云;李連會(huì);王振道;;醫(yī)藥級(jí)氧化鎂生產(chǎn)技術(shù)[A];2015年中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會(huì)鎂化合物分會(huì)年會(huì)論文集[C];2015年

3 周能;黃季盟;周振;陶萍芳;;餐廚廢油脂合成鈣皂的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)全國(guó)第十二屆有機(jī)合成化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2015年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 記者 姜小毛 通訊員 蔣會(huì)龍;光玻專(zhuān)用硝酸鉀實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

2 記者 姜小毛;復(fù)分解法全面升級(jí)硝酸鉀制備[N];中國(guó)化工報(bào);2014年

3 周建鮮 首席記者 賈芳 記者 李韶忠;我市“復(fù)分解法新工藝制取硝酸鉀”技術(shù)榮獲省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)[N];宜春日?qǐng)?bào);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 嚴(yán)勛;電復(fù)分解法制備無(wú)氯鉀肥的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2018年

2 李皓;二氯異氰尿酸鈉的制備[D];華東理工大學(xué);2018年

3 王興權(quán);碳化法、復(fù)分解法和微乳法制備不同形貌超細(xì)碳酸鈣[D];蘭州交通大學(xué);2013年

4 劉慧敏;檸檬酸鈣和碳酸鈉復(fù)分解法生產(chǎn)檸檬酸鈉的研究[D];天津大學(xué);2010年

5 陳麗娟;液液非均相復(fù)分解法制備磷酸二氫鉀[D];華東理工大學(xué);2010年

6 卞祥;復(fù)分解法制備硼氫化鉀[D];天津大學(xué);2014年

7 么佳;KCl-NH_4NO_3-H_2O體系中KNO_3結(jié)晶技術(shù)研究[D];天津科技大學(xué);2015年

8 王東權(quán);硬脂酸鹽的生產(chǎn)工藝研究[D];南京理工大學(xué);2007年

9 劉倩;復(fù)分解法與結(jié)晶法聯(lián)合制備磷酸二氫鉀的研究[D];華東理工大學(xué);2014年

10 張麗娜;納米羥基磷灰石及其復(fù)合材料的制備與研究[D];青島大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2721764