优秀研究生学位论文题录展示

微波电磁场对磷矿酸解液固反应影响的研究

专 业: 化学工艺
关键词: 微波电磁场 磷矿 硫酸 液固分解反应 动力学 磷肥
分类号: TQ44  TQ02
形 态: 共 136 页 约 89,080 个字 约 4.261 M内容
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内容摘要


硫酸或磷酸分解磷矿是磷肥工业中最重要的液固分解反应。

该研究从磷矿酸解液固反应入手,通过对比的方法,探讨常规的液固反应体系施加微波电磁场后,对分解反应的影响。

主要的研究工作包括:1构思和建立了间歇式多模腔微波反应器实验装置和间歇式程控加热反应实验装置;2开展了微波作用与否条件下,等温和非等温条件下的硫酸分解磷矿反应动力学研究;3测定了微波电磁场对磷矿分解反应体系中的液相物质的影响;4研究了微波和加热作用对溶液结晶过程的影响;5利用<32>P示踪剂,模拟了微波与加热作用对介质渗透的不同影响。

实验结果表明,在一定的条件下,微波能够促进磷矿酸解液固分解反应的进行,加快反应速率;提高反应体系液相物质的电导率,促进磷酸和硫酸的电离,同时能够提高磷矿矿浆的温度,促进水分蒸发;微波能够加快反应结晶的沉积析出,并具有细化、均化结晶的作用,但微波作用不会改变结晶晶习、晶格结构和晶体组成;微波作用提高了分子的活度和自由运动的分子数目,促进了磷酸分子或离子在多孔介质和分子筛中的渗透能力;微波不仅存在热效应,而且存在非热效应。

提出了微波作用下过磷酸钙生产的低硫酸浓度和高温度新工艺,其中包含两个方案:

一是在磷矿与硫酸反应过程中施加微波;二是磷矿与硫酸反应后再施加微波场。

利用微波技术,反应第一阶段在低硫酸浓度和高系统温度下加快磷矿酸解反应速度,提高磷矿分解率,防止出现钝化性固态膜,通过蒸发水分在反应第二阶段实现高磷酸初始浓度下的反应,促进CaH<,2>PO<,4><,2>·H<,2>O结晶析出,达到较高的过磷酸钙水溶率,确保整个反应都在较为优越的工艺条件下操作,消除堆置熟化过程,实现过磷酸钙的连续化生产……

全文目录


文摘
英文文摘
主要符号说明
1前言
1.1课题研究的工业背景
1.2课题研究的理论意义
2加速磷矿酸解反应及微波化学研究现状
2.1缩短过磷酸钙熟化期的主要措施及新工艺开发的意义
2.2微波特性及其与物质的相互作用
2.2.1微波吸收光谱
2.2.2微波电磁波特性
2.3微波对凝聚态物质的作用
2.3.1电介质极化
2.3.2微波热效应原理
2.3.3不同电介质的极化特性
2.4微波化学研究现状
2.4.1微波化学进展
2.4.2微波化学研究文献综述
2.4.3微波作用理论
2.4.4微波化学反应与能耗的关系
2.5微波频率和辐射泄露的规定
3微波和程序升温化学反应系统
3.1微波化学反应系统
3.1.1微波化学反应系统的组成
3.1.2微波化学反应实验装置
3.2程序升温反应实验装置
4微波作用下磷矿分解反应稳态反应动力学研究
4.1引言
4.2实验部分
4.2.1原料
4.2.2实验仪器和装置
4.2.3实验步骤和分析
4.3动力学反应条件的确定
4.3.1硫酸浓度和用量的确定
4.3.2搅拌强度的确定
4.4结果与讨论
4.4.1反应固相产物的确定
4.4.2反应固相产物的表面形貌特征
4.4.3反应温度对反应速率的影响
4.4.4微波作用的影响
4.5磷矿分解动力学模型
4.5.1硫酸分解磷矿的主要反应
4.5.2理论模型
4.5.3实验数据的拟合
4.6本章结论
5微波作用磷矿分解反应非等温动力学研究
5.1引言
5.2实验部分
5.2.1原料
5.2.2实验仪器和装置
5.2.3实验方案
5.3结果与讨论
5.3.1动力学反应条件的确定
5.3.2非等温反应速率的影响因素
5.3.3加热程序升温条件下的反应状况分析
5.3.4硫酸分解磷矿的产物物相和粒径分析
5.3.5微波与程序升温条件下的反应固相形貌分析
5.4磷矿分解动力学模型
5.4.1非等温反应动力学模型分析
5.5本章结论
6微波作用下的结晶过程分析
6.1引言
6.1.1成核的影响因素
6.1.2晶体生长理论
6.1.3晶体产品的粒度分布
6.2实验部分
6.2.1原料
6.2.2实验仪器和装置
6.2.3实验步骤和分析
6.3结果与讨论
6.3.1结晶沉积速率
6.3.2微波作用对结晶晶形的影响和晶体组成分析
6.3.3结晶粒度分布分析
6.4微波作用过程结晶的理论分析和结论
6.4.1理论分析
6.4.2实验结论
7微波场作用下的扩散渗透过程研究
7.1固液界面的扩散渗透作用特性
7.2实验部分
7.2.1原料
7.2.2实验仪器和装置
7.2.3实验步骤和分析
7.3结果与讨论
7.3.1硫酸钙粉末的渗透示踪分析
7.3.2分子筛的渗透示踪分析
7.3.3 H+的渗透能力分析
7.4本章结论
8微波电磁场对反应物性影响的实验研究
8.1引言
8.2实验部分
8.2.1原料
8.2.2仪器和设备
8.2.3实验方案
8.3结果与讨论
8.3.1微波作用下水的物性变化
8.3.2微波作用下磷酸的物性变化
8.3.3微波对含水磷矿浆体系的作用
8.4本章结论
9磷矿酸解反应固体产物结晶成膜过程分析
9.1酸矿反应产物的分形表征
9.1.1晶体粒度分布的分维
9.1.2晶体孔隙分布的分维
9.2酸矿反应产物晶体动态成膜分析
9.3成膜过程耗散结构研究
9.4本章结论
10微波作用下过磷酸钙生产的新工艺开发
10.1过磷酸钙生产的物理化学基础
10.2微波过磷酸钙工艺理论分析
10.2.1分解反应第一阶段过程分析
10.2.2分解反应第二阶段过程分析
10.2.3微波分解反应分析
10.3微波过磷酸钙生产工艺开发
10.4微波过磷酸钙工艺开发初步实验
10.4.1原料
10.4.2实验仪器和装置
10.4.3实验步骤和分析
10.4.4实验结果及讨论
10.5本章结论
11结论
参考文献
附录钒钼黄比色法

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中图分类: > TQ44 > 工业技术 > 化学工业 > 化学肥料工业
其他分类: > TQ02 > 工业技术 > 化学工业 > 一般性问题 > 化工过程(物理过程及物理化学过程)

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