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磷肥副产氟硅酸钠含氯废水的回收利用研究

作　者: 戴元华
导　师: 曾波
学　校: 昆明理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 低浓度酸性含氯工业废水萃取回收利用连续化经济效益
分类号: X786
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以磷肥企业生产过程中副产的低浓度酸性含氯工业废水为原料,采用液液萃取法回收利用低浓度酸性含氯工业废水。处理后的废水可返回到氟硅酸钠的生产系统中,同时能够得到氯化铵肥料产品。论文在实验室萃取实验时,通过单因素实验分别测定了有机相中稀释剂的含量、萃取反应过程中有机相与水相的体积比、萃取温度、萃取时间对萃取率的影响。在此基础上通过正交实验,得到了低浓度酸性含氯工业废水(Cl-含量为3.05%),萃取的最佳条件,即：有机相中稀释剂的用量为30%,有机相(V1)与水相(V0)的体积比为1：1,萃取时间为10 min,萃取温度为20℃。通过反萃正交实验,得到了反萃的最佳工艺条件为：反萃温度为40℃,反萃时间为30min,8%氨水的用量(V实际：V理论)为1.4,反萃液中NH4C1的含量为23%。本文在有效塔高790mm,内径为40mm,外径为50mm,板间距为26.33mm,筛板结构为环板相间,环的外径为39mm,环的内径为16mm,板的直径为32mm的脉冲筛板塔上,通过连续化模式实验优化了塔的操作特性。实验结果表明,采用Cl-含量为3.05%的低浓度酸性含氯工业废水为原料,萃取温度为20℃,萃取的进料比V1：V0=4：1,停留时间为10min,即：原料废水的进料流量为0.33ml/s,萃取剂的进料流量为1.32ml/s,该操作条件为最佳操作条件。萃取效果比实验室最佳条件下的实验效果更好。根据以上实验数据,在废水处理能力：313530t/年,分离要求：原料中Cl-含量由3.05%经萃取后降到0.72%以下,进行脉冲筛板塔的放大设计,得到塔径为2.5m,有效塔高26m,上分离段及下分离段的直径为3.75m,上分离段及下分离段的高度为5m的脉冲筛板塔。进行了磷肥副产氟硅酸钠含氯工业废水回收利用的经济社会效益估算,年总经济社会效益为1323.89万元。磷肥副产氟硅酸钠生产过程中低浓度酸性含氯工业废水的回收利用研究,对实现废水资源的循环利用、环境保护和企业的经济效益具有重要的现实意义。为以后的工业化生产提供了实验数据及理论依据。

全文目录

前言 3-4摘要 4-5ABSTRACT 5-12第一章绪论 12-26 1.1 磷肥副产氟硅酸钠的概述 12-13 1.2 氟硅酸钠生产中含氯工业废水的处理研究现状 13-14 1.2.1 现有磷肥副产含氯工业废水的处理方法 13-14 1.2.2 含氯工业废水的危害 14 1.3 萃取法处理含氯工业废水的概述 14-18 1.3.1 萃取法处理含氯工业废水的工艺 15 1.3.2 萃取剂的选择原则 15-16 1.3.3 萃取原理 16-17 1.3.4 稀释剂的选择原则 17 1.3.5 反萃剂的选择原则 17 1.3.6 副产品农用氯化铵的质量指标 17-18 1.4 脉冲筛板塔的概述 18-24 1.4.1 脉冲筛板塔的结构及操作特性 18-21 1.4.2 脉冲筛板塔的两相流体力学特性 21-23 1.4.3 脉冲筛板塔的传质模型方程 23-24 1.5 课题的研究意义和内容 24-26 1.5.1 课题研究的意义 24-25 1.5.2 课题研究的内容 25-26第二章实验部分 26-34 2.1 实验原料 26 2.2 主要仪器和设备 26-27 2.3 萃取及反萃的实验方法 27 2.4 实验技术路线 27-29 2.4.1 实验过程 27-28 2.4.2 实验方法 28-29 2.5 实验的分析方法 29-32 2.5.1 氯离子含量的测定 29 2.5.2 氟离子含量的测定 29-31 2.5.3 钠离子含量的测定 31 2.5.4 可溶性二氧化硅含量的测定 31-32 2.5.5 固含量的测定 32 2.6 评价指标的计算 32-34 2.6.1 盐酸中氯离子萃取率的计算 32-33 2.6.2 盐酸反萃率的计算 33-34第三章实验室回收利用含氯工业废水的工艺研究 34-47 3.1 实验装置 34 3.2 萃取剂、稀释剂及反萃剂的选择 34-35 3.2.1 萃取剂的选择 34 3.2.2 稀释剂的选择 34-35 3.2.3 反萃剂的选择 35 3.3 实验原理 35-36 3.3.1 萃取及反萃的原理 35 3.3.2 影响因素的分析 35-36 3.4 萃取实验 36-41 3.4.1 稀释剂用量对萃取率的影响 36-37 3.4.2 有机相与水相体积比对萃取率的影响 37 3.4.3 萃取时间对萃取率的影响 37-38 3.4.4 萃取温度对萃取率的影响 38-39 3.4.5 正交实验 39-41 3.4.6 验证实验及分析 41 3.5 反萃实验 41-45 3.5.1 正交实验 42-44 3.5.2 验证实验及分析 44-45 3.6 本章小结 45-47第四章含氯废水连续化萃取实验研究及萃取塔的简单设计 47-68 4.1 连续化实验流程和装置 47-49 4.1.1 连续化实验流程及实验步骤 47-48 4.1.2 萃取筛板塔的塔板结构 48-49 4.2 连续化实验的数据计算 49-50 4.3 连续萃取实验 50-59 4.3.1 连续萃取实验一(探索实验) 50-51 4.3.2 连续萃取实验二 51-53 4.3.3 连续萃取实验三 53-55 4.3.4 连续萃取实验四 55-57 4.3.5 验证实验及分析 57-59 4.4 筛板萃取塔的设计 59-65 4.4.1 脉冲筛板萃取塔的设计原理 59-60 4.4.2 脉冲筛板萃取塔的设计要求 60-62 4.4.3 塔径的计算 62-63 4.4.4 塔高的计算 63-65 4.4.5 塔内构件的设计 65 4.5 本章小结 65-68第五章经济社会效益估算 68-72 5.1 处理含氯废水的直接成本 68-70 5.2 处理含氯废水的间接成本 70-71 5.3 年总经济社会效益 71 5.4 本章小结 71-72第六章结论、创新点及建议 72-75 6.1 结论 72-74 6.2 创新点 74 6.3 建议 74-75致谢 75-76参考文献 76-80附录 80-81

磷肥副产氟硅酸钠含氯废水的回收利用研究

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