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声化学法溶除盘式热分散机硅酸盐垢的研究

作　者: 杨红
导　师: 张辉
学　校: 南京林业大学
专　业: 制浆造纸工程
关键词: 盘式热分散机硅酸盐垢声化学碱性酸性腐蚀缓蚀剂溶除垢
分类号: TS74
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,我国造纸业持续迅速发展,2008年以来,纸和纸板的生产量和消费量均已超过美国,位居世界第一位。但作为造纸大国,造纸用森林资源严重短缺。因而,废纸的回收利用引起了造纸业的重视,废纸回收利用率逐年提高。目前,废纸已占我国造纸原材料的60%以上。在废纸回用过程中,为保证浆料质量,往往在后浮选前采用热分散,而过氧化氢漂白稳定剂硅酸钠等化学品的添加,造成了热分散机齿盘硅酸盐大量结垢,严重影响了生产效率,增加了能源消耗,常用的除垢方法已不能解决该问题。本文尝试用新兴的声化学方法清洗热分散机齿盘硅酸盐垢,通过化学与声化学溶除垢效果的比较,以及酸洗液腐蚀性的研究,探索声化学清洗在溶除盘式热分散机齿盘硅酸盐垢中的可行性、较佳溶除垢方法及相应的技术参数。本文的主要研究成果如下：(1)仅用碱性溶液溶除热分散机硅酸盐垢时,21mn左右的垢片反应3h的最高溶垢率只有24%,而碱性声化学法1h的溶垢率可达63.27%。反应条件相同时,碱性声化学法的溶垢率是无超声碱性化学清洗溶垢率的4.01-9.45倍；超声功率600W时的碱性声化学溶垢率是无超声作用时的4.58-9.45倍,是超声400W时溶垢率的1.14～1.24倍。(2)当垢物厚度不超过2mm时,碱性声化学清洗的较佳技术参数为：溶液浓度10～15%,反应温度70～90℃,超声功率500-600W。(3)与常规的盐酸缓蚀剂乌洛托品相比,自配混合缓蚀剂有更好的缓蚀效果；为防止金属设备腐蚀,混酸清洗液的浓度应小于12%,清洗温度低于60℃。(4)仅用酸性溶液溶除热分散机硅酸盐垢时,直径在3mm左右的垢片在不同浓度的酸性清洗液中反应1h后,无超声酸性化学清洗的溶垢率只有19.70-32.94%,而酸性声化学法的溶垢率均在70%以上,最高可达84.38%,几乎能将垢物全部溶解,且金属腐蚀率低于无超声时。(5)当热分散机齿盘硅酸盐垢物厚度为3mm左右时,较佳酸性声化学清洗参数为：清洗温度40-50℃,溶液浓度8-10%,超声功率200-300W。(6)当清洗液为混酸时,若金属材质较好,耐蚀性较强,可选择较小的超声功率及较高的清洗温度和溶液浓度；反之,则选择较大超声功率及较低的清洗温度和溶液浓度。(7)实际工业清洗时,一般来说,当垢物厚度不大于2mm时,选择碱性清洗剂；当垢物厚度大于2mm时,选择酸洗清洗剂,同时选择具有较高缓蚀率的的缓蚀剂。(8)酸、碱性声化学法溶除硅酸盐垢物,随着溶液浓度、反应温度、超声功率的增大,溶垢率越高。但当垢物厚度大于3.35mm时,为避免酸液腐蚀金属设备,不可无限制增大清洗温度、溶液浓度和反应时间,可适当增大超声功率。在实际清洗垢物时,合理选择清洗液及较佳清洗参数。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-22
  1.1 论文背景及研究意义  9-12
    1.1.1 我国废纸再利用的发展现况  9-10
    1.1.2 盘式热分散机作用原理  10
    1.1.3 盘式热分散机运行中面临的问题  10-11
    1.1.4 课题研究意义  11-12
  1.2 声化学的起源与发展  12-20
    1.2.1 声化学的起源  12
    1.2.2 声化学的研究进程  12-18
    1.2.3 声化学在防除垢方面的应用  18-20
  1.3 论文研究的主要内容、目标与创新点  20-22
    1.3.1 论文主要内容与目标  20
    1.3.2 论文研究的创新点  20-22
第二章污垢及声化学清洗  22-52
  2.1 污垢及清洗方法  22-31
    2.1.1 结晶  22-25
    2.1.2 污垢形成过程  25-27
    2.1.3 污垢的分类  27-28
    2.1.4 污垢的检测  28-29
    2.1.5 常用除垢方法  29-31
  2.2 声化学除垢理论  31-51
    2.2.1 超声理论  31-34
    2.2.2 硅酸盐垢的化学清洗理论  34-51
  2.3 本章小结  51-52
第三章碱性声化学清洗实验  52-59
  3.1 垢样的制备  52
  3.2 碱性声化学清洗实验  52-59
    3.2.1 实验仪器及化学药品  52
    3.2.2 超声设备参数设置  52-53
    3.2.3 碱性清洗液的配制  53
    3.2.4 实验步骤及反应装置图  53-54
    3.2.5 实验结果及讨论  54-57
    3.2.6 碱性声化学实验结论  57
    3.2.7 本章小结  57-59
第四章酸性声化学清洗实验  59-77
  4.1 金属腐蚀实验及酸洗液的确定  59-65
    4.1.1 实验仪器及化学药品  59
    4.1.2 电化学测量体系  59-60
    4.1.3 金属腐蚀实验溶液的配置  60
    4.1.4 实验步骤  60-61
    4.1.5 实验结果及讨论  61-65
    4.1.6 酸性清洗液的确定  65
  4.2 酸性声化学清洗实验  65-76
    4.2.1 垢样的制备  65
    4.2.2 超声设备及参数设置  65
    4.2.3 实验溶液的配置  65
    4.2.4 实验步骤  65-66
    4.2.5 实验结果及讨论  66-76
    4.2.6 酸性声化学实验结论  76
  4.3 本章小结  76-77
第五章结论与展望  77-79
  5.1 结论  77-78
  5.2 展望  78-79
参考文献  79-83
攻读硕士期间发表的论文  83-84
详细摘要  84-86
Abstract  86-87

声化学法溶除盘式热分散机硅酸盐垢的研究

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