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多级加盐解吸—吸收耦合过程浓缩稀盐酸的研究

李玉美  
【摘要】:我国的化工及相关行业每年产生数千万吨稀盐酸需要就地增浓处理并循环使用,以实现资源再利用和消除环境污染。目前的三种主要增浓处理方法,即深度解吸法、变压精馏法和萃取精馏法,均具有过程能耗较高和增浓浓度较低的不足。因此,研究和开发更加高效的稀盐酸就地增浓处理技术近年来一直受到高度的重视。本文提出和研究了多级加盐解吸-吸收耦合浓缩稀盐酸的新方法。该方法的每一级由一个解吸釜和一段吸收塔构成,通过控制解吸釜盐浓度及其它操作条件进行加盐解吸-吸收的耦合增浓过程,实现逐级增浓,最终获得所需浓度的盐酸产品。新方法具有浓缩效率高和能耗低的优点。本文建立了多级加盐解吸-吸收耦合浓缩过程的数学模型。模型假设各级解吸釜为一个平衡级、各级解吸釜盐浓度相等、忽略解吸釜热损失、解吸气在吸收塔中被全部吸收,通过建立MESH方程得到多级浓缩稀盐酸工艺过程的数学模型。为了获得数学模型可使用的HCl+MgCl_2+H_2O三元体系汽液平衡模型,本文以Sako等人的HCl+MgCl_2+H_2O三元体系汽液平衡模型为基础,根据Perry手册中的氯化氢水溶液分压数据和Sako等人的HCl+MgCl_2+H_2O三元体系汽液平衡数据,通过实验数据的模型关联得到HCl+H_2O二元体系汽液平衡模型的12个模型参数和HCl+MgCl_2+H_2O三元体系汽液平衡模型的5个模型参数。其次,本文应用所建立的数学模型,对多级加盐解吸-吸收耦合浓缩稀盐酸过程进行了模拟研究,分别对影响浓缩过程的解吸釜氯化镁浓度、进料稀盐酸浓度、耦合级数等因素进行了模拟计算。最后,本文对多级加盐解吸-吸收耦合浓缩稀盐酸过程进行了实验研究。在耦合级数为3时,分别考查了解吸釜氯化镁浓度、进料稀盐酸浓度对出口盐酸浓度的影响,并将实验结果和模拟结果进行对比。结果表明,实验数据和模拟结果变化规律相同,表明了多级加盐解吸-吸收耦合浓缩稀盐酸的新方法的有效性和可靠性。


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