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《重庆大学》 2011年
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α-半水脱硫石膏常压盐溶液法制备工艺及调晶剂技术机理研究

邹辰阳  
【摘要】:脱硫石膏是石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术的主要产物。随着我国节能减排工作的持续进行,越来越多的火电厂安装了脱硫装置,脱硫石膏排放量迅猛增长。为防止大量脱硫石膏堆积如山,产生二次污染,高效利用脱硫石膏已经迫在眉睫。脱硫石膏形成于液相环境中,具有纯度高、品质稳定、湿态粉体等特点,非常适合于用常压盐溶液法来制备α-半水脱硫石膏。 采用常压盐溶液法将脱硫石膏制备成α-半水脱硫石膏,并利用调晶剂技术调节α-半水脱硫石膏晶体形貌。试验中发现,反应介质NaCl溶液浓度及反应温度对脱硫石膏的脱水反应进程及α-半水脱硫石膏晶体形貌有较大影响:较低的NaCl溶液浓度及反应温度下,脱硫石膏无法进行脱水,α-半水脱硫石膏无法生成;二水石膏脱水反应可以进行的最低NaCl浓度为10%,最低反应温度为92.5℃;此时二水石膏脱水反应速率较慢,所得α-半水脱硫石膏晶体尺度较大;随着NaCl溶液浓度及反应温度的增大,脱硫石膏脱水反应速率变快,但所得α-半水脱硫石膏晶体尺度随之变小。 在调晶剂技术应用研究中发现,有机酸调晶剂结构与调晶效果有很大关系。一元有机酸无调晶效果;二元及多元有机酸中,相邻羧基间距为3个C-C的调晶剂才具有较佳的调晶效果,而其他调晶剂则不具有调晶效果。二元有机酸调晶剂是通过两个羧基的协同作用产生调晶效果的,因此在双键存在的条件下,由于反式结构中的两个羧基协同作用较顺式结构更为困难,其调晶效果较顺式结构要弱。 调晶剂的作用机理一直是一个难以解决的问题。通过SEM及EDS、XPS等手段,直接证明了有机酸调晶剂通过化学吸附作用于α-半水脱硫石膏晶体(111)面,从而阻碍α-半水脱硫石膏在C轴方向上的生长,改变α-半水脱硫石膏晶体的生长习性,平衡α-半水脱硫石膏在各个方向上的生长速率,达到调节α-半水脱硫石膏晶体形貌的效果。同时发现,无机盐类调晶剂对常压盐溶液法制备α-半水脱硫石膏无影响,金属离子不会吸附于α-半水脱硫石膏晶体(111)晶面上,也不会吸附于α-半水脱硫石膏晶体(110)晶面上。在有机酸与无机盐调晶复合作用下,起调晶作用的仍然只是有机酸调晶剂。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ177.3

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