论文部分内容阅读
在钢铁行业,盐酸(HCl)作为表面清洗剂具有良好效果,得到广泛的应用,造成每年大量的盐酸酸洗电镀废液排放,其主要成分是高浓度的Fe2+和大量的游离酸。此类废水的主要特点是酸度大、浓度高。若得不到妥善处理,在造成资源浪费的同时危害生态环境和人类的健康。盐酸酸洗废水已成为钢铁行业的主要环境问题之一。以河北保定一家电镀厂的废水处理为背景。为了实现电镀废水的资源化合理利用,本文进行了低温条件下H2O-Fe Cl2-C3H8三元体系的相关研究。本文的主要研究内容为:1. 测定了H2O-Fe Cl2-C3H8三元体系在不同温度条件下(272.15 K、274.15 K和276.15 K)水合物生成过程相平衡实验。生成C3H8水合物的平衡压力随着Fe Cl2含量的增加而升高,随着温度的升高而降低。平衡液相中Fe Cl2含量高于进料液中Fe Cl2含量,浓缩倍率均大于1,对Fe Cl2溶液起到了浓缩的效果,证明利用气体水合物生成方法浓缩Fe Cl2溶液具有可行性。采用Chen-Guo模型对H2O-Fe Cl2-C3H8三元体系形成水合物的相平衡压力进行模拟,计算值与实验值吻合良好,误差基本保持在5%以内。2. 探究了H2O-Fe Cl2-C3H8三元体系中C3H8水合物生成过程中反应速率的变化,考察了温度和溶液中Fe Cl2浓度对生成速率的影响。结果表明:低温对反应速率起到促进作用,Fe Cl2的存在对反应速率有抑制作用。3. 考察了十二烷基硫酸钠(SDS)对H2O-Fe Cl2-C3H8三元体系中水合物生成的影响。建立了在SDS添加条件下H2O-Fe Cl2-C3H8三元体系中水合物生成动力学模型。分析了SDS对C3H8水合物生成促进作用机理。结果表明:SDS能缩短C3H8水合物生成的诱导时间、提高生成速率,最佳用量为0.3 g/L。建立的动力学模型能很好地预测H2O-Fe Cl2-C3H8三元体系水合物的生成过程。4. 探究了SDS作为添加剂H2O-Fe Cl2-C3H8三元体系水合物生成的影响因素。对SDS的温度和压力因素进行了优化,最佳温度为274.15 K,最佳压力为0.4 MPa。在优化的条件下进行了H2O-Fe Cl2-C3H8三元体系平衡实验,结果表明添加适宜浓度的SDS可以促进水合物的反应速率。