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陶瓷膜过滤技术在拟薄水铝石生产中的应用研究

作　者: 李翔
导　师: 薛娟琴；谢军
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 冶金工程
关键词: 陶瓷膜 膜过滤 拟薄水铝石 Na2O含量
分类号: TQ133.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


拟薄水铝石作为一种重要的化学品氧化铝产品,目前被应用于石化裂化催化剂(FCC)的生产过程中。该产品具有一定的粘结性和丰富的孔结构,与其他的组分一起对催化剂的活性起到决定性的作用,同时它对催化剂的强度等指标也有一定的影响。目前,中国铝业山东分公司,拟薄水铝石的生产工艺相对稳定,但洗涤过程的工艺和设备相对落后,洗涤水耗偏高,回收率低,自动化程度低,劳动环境恶劣。为有效解决问题,本研究首先在实验室规模进行了研究,探索了渗透膜、电渗析、超滤膜、微滤膜等几种膜过滤工艺对拟薄水铝石生产过程及产品质量的影响规律。研究结果表明：1、应用反渗透膜,两级反渗透膜设备的脱盐率比较高,但全过程需要在30℃左右进行。并且有机反渗透膜在碱性条件下的老化问题比较严重；2、电渗析过程中：浆液温度在35-38℃,流量为200L／h,电场强度应控制在600-900 V／m之间,膜组件为96对为宜；3、采用0.6μm陶瓷膜过滤效果比较好,处理能力达到1～2m3／m2h,经过对实验数据的比较和筛选,该研究拟采用以无机陶瓷膜过滤作为本工艺过滤技术。在上述基础上进行了工业化扩大试验,确定了工业化生产路线及技术参数,采用错流过滤平流洗涤的方式,料浆的固含为100g/L左右,温度为70-95℃,设备酸洗周期为30h,酸液浓度为1%。工业化运行结果表明：无机陶瓷膜过滤工艺具有洗涤水耗低,回收率高,流程简单等特点,通过与相关设备公司的合作,全程实现自动化控制,提高了生产效率,改善了工作环境,减少人为质量影响点。目前该工艺应用于生产高品质的特殊要求的高纯拟薄水铝石的生产中。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 文献综述  8-16
  1.1 现状  8-12
  1.2 膜技术的发展  12-13
  1.3 膜技术在拟薄水铝石生产中的应用  13-14
  1.4 研究背景及研究内容  14-16
2 膜过滤工艺理论基础  16-24
  2.1 膜的分类  16-17
  2.2 膜的性能表示方法  17-18
  2.3 反渗透过程原理  18-19
  2.4 超滤和微滤工艺的原理  19-22
  2.5 电渗析工艺的原理  22-24
3 实验研究  24-56
  3.1 反渗透工艺实验  24-36
    3.1.1 实验原料选择  24-25
    3.1.2 主要实验设备  25-26
    3.1.3 工艺流程说明  26
    3.1.4 电导率及pH值与溶液碱含量的关系  26-28
    3.1.5 利用反渗透膜测定含碱料浆脱碱再生的实验  28-29
    3.1.6 实验结论  29-36
  3.2 电渗析工艺实验  36-49
    3.2.1 实验原料  36
    3.2.2 主要实验设备  36
    3.2.3 电渗析工艺流程  36-37
    3.2.4 膜实验装置开发  37-38
    3.2.5 实验结论  38-49
  3.3 微滤和超滤工艺实验  49-54
    3.3.1 实验原料  50-51
    3.3.2 实验主要设备  51
    3.3.3 试验流程简图  51-52
    3.3.4 实验过程  52
    3.3.5 实验结论  52-54
  3.4 实验小结  54-56
4 工业化试验  56-86
  4.1 工业化试验方案设计  56-59
    4.1.1 低温电渗析洗涤工艺  56-58
    4.1.2 高温场效膜洗涤工艺  58
    4.1.3 无机陶瓷膜洗涤工艺  58-59
  4.2 工业化试验方案的确定  59-62
    4.2.1 工艺流程  59-61
    4.2.2 工业扩大试验思路  61-62
  4.3 试验过程  62-80
    4.3.1 回收母洗液浮游物过程  62
    4.3.2 对拟薄水铝石浆液洗涤过程  62-79
    4.3.3 补充洗涤试验  79-80
  4.4 试验数据分析  80-81
  4.5 产品质量变化情况  81-82
  4.6 洗涤条件的优化  82
  4.7 拟薄水铝石料浆无机陶瓷膜洗涤系统(110M~3/H)设计方案  82-86
5 结论  86-88
致谢  88-90
参考文献  90-94
工程硕士期间发表的论文  94

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 金属元素的无机化合物化学工业 > 第Ⅲ族金属元素的无机化合物 > 铝的无机化合物
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