密實(shí)移動(dòng)床解吸操作特性的研究
本文關(guān)鍵詞:密實(shí)移動(dòng)床解吸操作特性的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:離子交換技術(shù)作為一種新型化學(xué)分離技術(shù),廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代水處理、分離和元素提取等工藝中,相比于其它離子交換設(shè)備,連續(xù)式密實(shí)移動(dòng)床具有操作連續(xù)、液固返混小、吸附效率高等優(yōu)點(diǎn);解吸為吸附的逆過程,掌握連續(xù)式密實(shí)移動(dòng)床解吸過程特點(diǎn),將為吸附-解吸耦合工藝及裝備的開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與技術(shù)支撐。對(duì)此,本課題在前期對(duì)連續(xù)式密實(shí)移動(dòng)床吸附操作研究的基礎(chǔ)上,以吸附了K+的001×7強(qiáng)酸型陽離子樹脂為固體介質(zhì),以NaCl溶液為解吸劑,通過單因素和正交實(shí)驗(yàn),及與固定床的對(duì)比實(shí)驗(yàn),研究了連續(xù)式密實(shí)移動(dòng)解吸過程的操作特性。連續(xù)式密實(shí)移動(dòng)床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,離子交換柱內(nèi)單位樹脂累積解吸率沿軸向由上至下逐漸升高,在離子交換柱下部1/5區(qū)域內(nèi)增加較快,部分條件下全柱樹脂累積解吸率可達(dá)90%以上;解吸劑初始濃度在一定范圍內(nèi)增加時(shí),軸向各區(qū)域單位樹脂累積解吸率增大,但當(dāng)解吸劑初始濃度增大到一定值后,離子交換柱軸向不同區(qū)域會(huì)出現(xiàn)解吸與反吸附交替主導(dǎo)的現(xiàn)象;隨離子交換柱內(nèi)解吸液表觀流速增大、樹脂移動(dòng)速度和原始吸附量降低,其軸向各區(qū)域的單位樹脂累積解吸率增加。在解吸液?jiǎn)纬塘鬟^離子交換柱的時(shí)間內(nèi),采用連續(xù)式密實(shí)移動(dòng)床的全柱累積解吸率和K+解吸總量比固定床吸附模式高。固定床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,全柱各區(qū)域樹脂從底至頂依次解吸平衡;其它條件一定時(shí),解吸劑初始濃度越大,全柱樹脂解吸平衡的時(shí)間越短,解吸劑初始濃度偏大或偏小都會(huì)導(dǎo)致全柱樹脂累積解吸率降低;全柱樹脂解吸平衡所需時(shí)間和全柱樹脂解吸率都隨解吸液表觀流速增大而增大;全柱樹脂解吸平衡所需時(shí)間隨樹脂原始吸附量的增大而增大,全柱樹脂解吸率則相反。通過固定床與密實(shí)移動(dòng)床兩種操作模式下的解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明,在解吸液?jiǎn)纬塘鬟^離子交換柱的時(shí)間內(nèi),采用連續(xù)式密實(shí)移動(dòng)床的全柱累積解吸率和K+解吸總量比固定床吸附模式高。兩種操作模式下的解吸過程均符合二級(jí)經(jīng)典動(dòng)力學(xué)模型。
【關(guān)鍵詞】:密實(shí)移動(dòng)床 固定床 解吸 吸附
【學(xué)位授予單位】:河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TQ028.33
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-12
- 第一章 緒論12-26
- 1.1 離子交換原理12-14
- 1.1.1 離子交換過程12-13
- 1.1.2 解吸過程13
- 1.1.3 解吸曲線13-14
- 1.2 離子交換樹脂14-15
- 1.3 離子交換設(shè)備15-21
- 1.3.1 固定床離子交換設(shè)備16-17
- 1.3.2 連續(xù)式離子交換設(shè)備17-19
- 1.3.3 密實(shí)移動(dòng)床離子交換設(shè)備19-20
- 1.3.4 連續(xù)流化床塔式設(shè)備20-21
- 1.4 密實(shí)床解吸系統(tǒng)種類及運(yùn)行方式21-23
- 1.4.1 單塔固定床分部解吸法21
- 1.4.2 三塔串聯(lián)解吸系統(tǒng)21
- 1.4.3 希姆斯利型密實(shí)移動(dòng)床解吸塔21-22
- 1.4.4 脈沖式密實(shí)移動(dòng)床解吸塔22-23
- 1.5 吸附-解吸操作特性研究現(xiàn)狀23-24
- 1.5.1 固定床和解吸床吸附-解吸操作特性23-24
- 1.5.2 解吸過程的影響因素24
- 1.6 本文研究?jī)?nèi)容24-26
- 1.6.1 研究背景和目的24-25
- 1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容25-26
- 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)26-34
- 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置及流程26-28
- 2.1.1 密實(shí)移動(dòng)床實(shí)驗(yàn)26-27
- 2.1.2 固定床實(shí)驗(yàn)27
- 2.1.3 正交實(shí)驗(yàn)27-28
- 2.2 實(shí)驗(yàn)材料與試劑28-29
- 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料28
- 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑28-29
- 2.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器29
- 2.3 樹脂預(yù)處理29
- 2.4 離子交換過程分析方法29-31
- 2.4.1 K~+濃度分析方法29-31
- 2.4.2 Na~+濃度分析方法31
- 2.5 操作條件31-32
- 2.6 操數(shù)據(jù)處理方法32-33
- 2.6.1 滿柱樹脂體積32
- 2.6.2 移動(dòng)床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法32
- 2.6.3 固定床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法32-33
- 2.7 單位換算33-34
- 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析34-56
- 3.1 不同流速下離子交換柱的壓降34-35
- 3.2 移動(dòng)床解吸特性35-40
- 3.2.1 解吸參數(shù)沿移動(dòng)床交換柱軸向的分布35-36
- 3.2.2 不同解吸劑初始濃度下的軸向解吸特性36-38
- 3.2.3 不同解吸液表觀流速下的軸向解吸特性38
- 3.2.4 不同樹脂移動(dòng)速度下的軸向解吸特性38-39
- 3.2.5 不同樹脂原始吸附量下的軸向解吸特性39-40
- 3.2.6 全柱累積解吸率的關(guān)聯(lián)40
- 3.3 固定床解吸特性40-47
- 3.3.1 固定床軸向解吸特性40-43
- 3.3.2 解吸劑初始濃度對(duì)解吸特性的影響43-44
- 3.3.3 解吸液表觀流速對(duì)解吸特性的影響44-46
- 3.3.4 樹脂原始吸附量對(duì)解吸特性的影響46-47
- 3.4 連續(xù)式密實(shí)移動(dòng)床與固定床操作模式解吸特性對(duì)比47-48
- 3.4.1 軸向不同取樣時(shí)刻解吸液中K~+濃度的比較47
- 3.4.2 不同取樣時(shí)刻全柱累積解吸率的比較47-48
- 3.4.3 解吸液?jiǎn)纬塘鬟^交換柱時(shí)全柱累積解吸K~+總量的比較48
- 3.5 密實(shí)移動(dòng)床各解吸操作條件影響的比較48-50
- 3.5.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)48-50
- 3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析50
- 3.6 解吸動(dòng)力學(xué)方程50-54
- 3.6.1 一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型51
- 3.6.2 二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型51
- 3.6.3 動(dòng)力學(xué)擬合結(jié)果51-54
- 3.7 本章小結(jié)54-56
- 第四章 結(jié)論56-58
- 建議58-60
- 參考文獻(xiàn)60-64
- 致謝64-66
- 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果66-67
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