斜發(fā)沸石工業(yè)熱能系統(tǒng)離子交換除硬研究.pdf

1、熱力系統(tǒng)的水垢主要是由于硬度離子引起的，結(jié)垢對(duì)熱力系統(tǒng)管道的危害很大。它可以使結(jié)垢部位的管道鼓泡局部變形，存在安全隱患，厚結(jié)垢層會(huì)影響傳熱正常進(jìn)行，消耗和浪費(fèi)能量，致熱力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性下降。工業(yè)上主要用的化學(xué)阻垢法加入藥物會(huì)帶來二次污染，而離子交換所用的傳統(tǒng)樹脂為有機(jī)物不能在高溫下使用。斜發(fā)沸石作為一種天然無機(jī)礦物，高溫下穩(wěn)定性較好，還具有一定耐酸性，且價(jià)格低廉、原料易得?？梢詫?shí)現(xiàn)高溫下在線除垢，提高工藝流暢性。本文以活化天然斜發(fā)沸石為研究

2、對(duì)象，根據(jù)工業(yè)熱水系統(tǒng)特點(diǎn)，通過靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了主要結(jié)垢離子Ca2+交換除硬研究，對(duì)斜發(fā)沸石吸附特性和吸附機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　 一、靜態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了活化斜發(fā)沸石吸附Ca2+的濃度等溫線和時(shí)間等溫線，考察了吸附時(shí)間、初始濃度、pH、吸附劑量對(duì)吸附的影響，并對(duì)比了其和分子篩吸附性能的差異。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該吸附過程符合動(dòng)力學(xué)二級(jí)模型，活化能Ea41.89KJ/mol，反應(yīng)速率隨溫度升高而加快。在各溫度下符合Langmuir吸附等溫式，

3、溫度變化對(duì)最大吸附量影響較小，最大吸附量為60.976mg/g。表明溫度越高濃度越大吸附性能越好。計(jì)算了△H、△S、△G表明該過程為吸熱的熵增反應(yīng)。各溫度下溶液pH變化對(duì)吸附效果影響趨勢(shì)相同，堿性環(huán)境下吸附性能優(yōu)于酸性環(huán)境，當(dāng)pH在4-8范圍內(nèi)吸附量基本不變。4A分子篩各濃度下吸附率較活化斜發(fā)沸石小，特別在濃度<400mg/L時(shí)，活化斜發(fā)沸石與4A分子吸附率差別較大。
　　 二、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)采用柱狀實(shí)驗(yàn)考察了濃度、溫度、流速、柱高對(duì)

4、穿透曲線的影響。并用Thomas、BDST、Adams、Yoon模型進(jìn)行了描述。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)濃度越低，流速越小，溫度越高，柱高越長對(duì)動(dòng)態(tài)吸附有利，吸附百分?jǐn)?shù)越大。各吸附模型對(duì)動(dòng)態(tài)吸附穿透曲線的擬合都較好，相關(guān)系數(shù)R大于0.9，不同流速、溫度、濃度和溫度影響條件下，用yoon和Thomas模型擬合的單位活化斜發(fā)沸石吸附量和τ值實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)相近。用BDST模型可以較好的模擬出穿透時(shí)間。穿透系數(shù)與穿透阻力相關(guān)，隨著溫度升高，濃度變小，柱高變小，流