密实移动床离子交换过程及装置研究

论文摘要

针对固定床离子交换过程中,树脂和设备利用率低的缺点,设计并搭建了密实移动床离子交换装置。装置中利用喷射器输送树脂,实验研究了喷射器的相对喉嘴距、喉管与喷嘴面积比及输送水流量对喷射器输送性能的影响,确定了较佳的喷射器结构和适宜的输送水流量,并以KCl溶液和NH4HCO3溶液为原料液,考察了密实移动床吸附及洗脱K+的效果,以及在KCl料液浓度一定的情况下,原料液流量对密实移动床K+吸附的影响。结果表明:输送树脂颗粒,喷射器较佳的相对喉嘴距和喉管与喷嘴面积比分别为7.5和2.94,适宜的输送水流量范围为2555 L/h。密实移动床中K+吸附与洗脱操作中,K+的吸附率高达、树脂利用率、离子交换液浓度以及铵液利用率均比固定床高。KCl溶液流量较高时,密实移动床离子交换柱的浓度梯度有所下降,K+吸附率下降。操作实验过程中设备运行稳定,操作方便,离子交换树脂可以连续及时地转移和输送,树脂床层能以稳定状态均匀下移而无乱层现象。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1-1 离子交换原理
• 1-1-1 离子交换理论
• 1-1-2 离子交换热力学
• 1-1-3 离子交换动力学
• 1-2 离子交换树脂的结构、性质及分类
• 1-2-1 化学结构
• 1-2-2 物理结构
• 1-2-3 离子交换树脂的选择性
• 1-2-4 离子交换容量
• 1-2-5 离子交换树脂的分类
• 1-3 离子交换技术的应用
• 1-4 离子交换设备
• 1-4-1 固定床离子交换设备
• 1-4-2 连续离子交换设备
• 1-4-3 密实移动床离子交换设备
• 1-5 本文的工作内容
• 第二章 实验装置、流程及条件
• 2-1 密实移动床离子交换装置的构成及流程
• 2-2 装置主要结构的设计
• 2-2-1 密实移动床离子交换柱
• 2-2-2 树脂转移柱
• 2-2-3 喷射器
• 2-3 辅助设备的选择
• 2-4 实验物系及实验条件的选择
• 2-4-1 选用离子交换树脂的性质
• 2-4-2 喷射器结构优化与输送的实验条件
• 2-4-3 密实移动床离子交换过程的实验条件
• 2-5 实验步骤
• 2-5-1 喷射器结构优化与输送的实验步骤
• 2-5-2 密实移动床离子交换操作步骤
• 2-6 离子交换过程的分析方法
• +分析方法'>2-6-1 KCl 溶液中K⁺分析方法
• 4HC0₃溶液分析NH₄⁺总量分析方法'>2-6-2 NH₄HC0₃溶液分析NH₄⁺总量分析方法
• 2-6-3 离子交换液的分析方法
• -分析方法'>2-6-4 反洗水中Cl^-分析方法
• 2-6-5 实验药品
• 第三章 实验结果与分析
• 3-1 喷射器的结构优化与输送效果
• 3-1-1 相对喉嘴距的影响
• 3-1-2 喉管与喷嘴面积比的影响
• 3-1-3 输送水流量的影响
• 3-1-4 安装喷射器前后的对比
• 3-2 密实移动床离子交换过程的研究
• +吸附实验结果'>3-2-1 K⁺吸附实验结果
• +洗脱实验结果'>3-2-2 K⁺洗脱实验结果
• +吸附的影响'>3-2-3 KCl 料液流量对密实移动床离子交换柱K⁺吸附的影响
• 3-3 本章小结
• 第四章 结论
• 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果