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化工環(huán)境工程概論課件第五章-資料下載頁(yè)

2025-01-15 01:40本頁(yè)面
  

【正文】 度高(7天可達(dá)40MPa),高強(qiáng)石膏適用于高強(qiáng)的抹灰工程。裝飾制品和石膏板。摻防水劑后可用于高濕環(huán)境中。同有機(jī)膠結(jié)劑共同制成無(wú)收縮的粘結(jié)劑);后者稱(chēng)為熟石膏,晶體細(xì)小,體積送大。由磷石膏制取半水石膏的工藝流程大致分為兩類(lèi):一類(lèi)是利用高壓釜法將二水石膏轉(zhuǎn)換成為α半水石膏(磷石膏廢渣→浮選除雜→水熱轉(zhuǎn)化→真空固液分離→成型),另一類(lèi)是利用烘烤法使二水石膏脫水成β半水石膏(即:磷石膏廢渣→浮選除雜→固液分離→干燥→煅燒→粉磨→成品)。β路線存在電耗大、粉塵/廢氣較多、產(chǎn)品含雜較多等缺點(diǎn),故國(guó)內(nèi)外多用α型半水石膏流程。高壓釜:生產(chǎn)用強(qiáng)磁力密封高壓反應(yīng)釜。 磁力密封高壓釜,是磁力傳動(dòng)裝置應(yīng)用于大型反應(yīng)設(shè)備的典型創(chuàng)新,它從 根本上解決了以前填料密封、機(jī)械密封無(wú)法克服的軸封泄漏問(wèn)題,無(wú)任何泄漏和污染,是國(guó)內(nèi)目前進(jìn)行高溫、高壓下的化學(xué)反應(yīng)最為理想的裝置,特別是進(jìn)行易燃、易爆、有毒介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng),更加顯示出它的優(yōu)越性。(1)用磷石膏生產(chǎn)α半水石膏的工藝:磷石膏經(jīng)預(yù)處理后,在溶液里加熱轉(zhuǎn)化,重結(jié)晶形成α半水石膏制成石膏制品。α半水石膏是二水石膏在飽和水蒸氣的氣氛中加熱形成的,或是在溶液中形成結(jié)晶。(2)用磷石膏生產(chǎn)β半水石膏的工藝:β半水石膏是二水石膏在不飽和水蒸氣中的氣氛中制成。主要采用水洗以去除雜質(zhì),然后將處理后的磷石膏脫水煅燒制成石膏粉。3.磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥磷石膏可作為硫資源用于制硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥,缺乏硫資源的國(guó)家和地區(qū)對(duì)此技術(shù)尤其重視。改性后的磷石膏經(jīng)烘干脫水成為無(wú)水或半水石膏,與焦炭、粘土等混合、粉磨后加入回轉(zhuǎn)窯焙燒,使之分解為SO2和CaO,再與石膏、高爐礦渣等混合制成水泥。含體積分?jǐn)?shù)7%9% SO2的窯爐氣經(jīng)凈化、干燥后,在釩催化劑催化氧化下制得SO3,再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的濃硫酸二次吸收SO3制得H2SO4。該技術(shù)的不足之處是投資較大,使其推廣應(yīng)用受限。4.磷石膏制備硫銨和碳酸鈣原理:用磷石膏制硫銨和碳酸鈣,是利用碳酸鈣在氨溶液中溶解度比硫酸鈣小很多,硫酸鈣很容易轉(zhuǎn)化為碳酸鈣沉淀,溶液轉(zhuǎn)化為硫銨溶液。工藝過(guò)程:將磷石膏先經(jīng)洗滌,真空過(guò)濾去掉雜質(zhì)后,打成漿與氨及二氧化碳的混合氣反應(yīng)(或和碳酸鈉的水溶液反應(yīng)),制得硫酸銨與碳酸鈣的漿料,用轉(zhuǎn)筒式真空過(guò)濾器濾出碳酸鈣,用于制水泥。過(guò)濾出的溶液蒸發(fā)濃縮后冷卻結(jié)晶,離心分離,得到硫酸銨晶體。利用磷石膏制備硫酸銨工藝流程如圖1所示。 H2O NH4HCO3 CaCO3 ↓ ↓ ↑ 磷石膏→漂洗凈化→過(guò)濾→轉(zhuǎn)化槽(反應(yīng)、結(jié)晶)→過(guò)濾→蒸發(fā)、結(jié)晶→干燥→(NH4)2SO4圖1 磷石膏制備硫酸銨工藝流程示意圖該工藝操作簡(jiǎn)單,母液中加氯化鉀可制氮磷鉀復(fù)合肥料。英國(guó)、奧地利、日本和印度均有成功應(yīng)用案例。不足之處是硫酸銨中的氮含量低,其單位養(yǎng)分的費(fèi)用高于尿素和硝酸銨。5.磷石膏制取硫酸鉀 用磷石膏生產(chǎn)無(wú)氯鉀肥——硫酸鉀的方法分為一步法和兩步法。一步法是以氨為催化劑,用磷石膏與氯化鉀反應(yīng)制得硫酸鉀和氯化鈣。該法工藝簡(jiǎn)單,流程短,所用設(shè)備簡(jiǎn)單,且氯化鉀轉(zhuǎn)化率可達(dá)到94%以上,但副產(chǎn)氯化鈣難以處理,要求氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于35%,且在加壓或低溫條件下操作,工業(yè)放大有一定困難。 二步法生產(chǎn)硫酸鉀的基本原理是磷石膏與碳酸氫銨反應(yīng)生成硫酸銨和碳酸鈣: CaSO42H2O+2NH4HCO3 →CaCO3↓+(NH4)2SO4 +CO2↑+3H2O (1) 再將分離出碳酸鈣后的硫酸銨母液與氯化鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng): (NH4)2SO4 +2KCl→K2SO4 +2NH4Cl (2) 具體工藝過(guò)程:磷石膏先經(jīng)漂洗去除部分雜質(zhì),使CaSO42H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)從87%左右提高至92%94%。在低溫條件下將磷石膏與碳酸氫銨混合,生成硫酸銨、碳酸鈣并排出CO2。低溫條件下氨揮發(fā)較少,CO2氣較純,可用于制液體CO2。反應(yīng)后的料漿分離碳酸鈣后,得到硫酸銨溶液,再與氯化鉀反應(yīng)生成硫酸鉀和氯化銨。經(jīng)分離、洗滌、干燥得硫酸鉀產(chǎn)品;濾液經(jīng)蒸發(fā)、分離副產(chǎn)氯化銨。采用此法時(shí),磷石膏利用率達(dá)65%70%,產(chǎn)品可作為優(yōu)質(zhì)硫酸鉀肥料使用。副產(chǎn)品氯化銨、碳酸鈣也可做肥料和水泥原料。二步法特點(diǎn)是主要原料(碳酸氫銨)價(jià)廉易得,且無(wú)需加壓或冷凍,條件溫和,投資少,產(chǎn)值高,無(wú)環(huán)境污染。6.用于改良土壤磷石膏呈酸性,且含有作物生長(zhǎng)所需的磷、硫、鈣、硅、鋅、鎂、鐵等養(yǎng)分,可以代替石膏改良?jí)A土、花堿土和鹽土,改良土壤理化性狀及微生物活動(dòng)條件,提高土壤肥力。在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用具體有改良土壤,如消除土壤表層硬殼、減輕土壤粘性、改良高鎂土壤。還有作為硫肥和鈣肥。多年來(lái),國(guó)內(nèi)一大批農(nóng)科院所不斷進(jìn)行了磷石膏改良土壤的試驗(yàn)研究,從江蘇鹽城的試驗(yàn)結(jié)果可以看出,用磷石膏改良土壤取得了肥用增產(chǎn)的明顯效果。我國(guó)有5000萬(wàn)畝耕作堿土和5000萬(wàn)畝牧草堿土,按每4a施用1次為周期,每次每畝施用1t,則磷石膏的需要量就是100Mt。凈化除雜后的磷石膏可代替天然石膏改良土壤理化性狀及微生物活動(dòng)條件,提高土壤滲水性,是較好的土壤改良劑,將磷石膏加入尿素或碳酸銨制成長(zhǎng)效氮肥,可減少氮的揮發(fā),提高氮肥利用率。磷石膏也可用于生產(chǎn)陶瓷裝飾材料。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),過(guò)去被視為工業(yè)廢物的磷石膏正在建材業(yè)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)方面得到越來(lái)越廣泛的利用。利用磷石膏作水泥緩凝劑、生產(chǎn)硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的工藝日臻成熟,利用磷石膏生產(chǎn)石膏建筑材料、硫酸鉀、硫酸銨和碳酸鈣的技術(shù)已進(jìn)入工業(yè)化階段。磷石膏還可用于制硫脲、氯化鈣和復(fù)合肥、活性硅酸鈣及做建筑膠材料、加固軟土地基等。在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也日趨廣泛??梢灶A(yù)料在不久的將來(lái),磷石膏將被視為重要的原料。七、廢催化劑的處理和回收八、廢油處理及再生利用技術(shù)八、廢油處理及再生利用技術(shù)含油的廢棄物稱(chēng)為廢油,一般為液態(tài),也有固態(tài)形式。對(duì)于廢油的處理主要有兩種方式:一是再生利用,如利用蒸餾、分離等方式提取其中的燃料油、潤(rùn)滑油或有機(jī)溶劑等;二是焚燒處理。3.油份分離(1)重力分離:將處理物在淺池中自然放置,利用密度的差異而實(shí)現(xiàn)油與水、或與污泥的分離。(2)離心分離:利用離心力實(shí)現(xiàn)油與水、或與污泥的分離。(3)加壓上浮法:1大氣壓(atm)=(MPa) =(kg/cm2)(4)過(guò)濾分離:(5)化學(xué)方法:乳化、破乳:當(dāng)油和水相混,又有乳化劑存在,乳化劑會(huì)在油滴與水滴表面上形成一層穩(wěn)定的薄膜,這時(shí)油和水就不會(huì)分層,而呈一種不透明的乳狀液。當(dāng)分散相是油滴時(shí),稱(chēng)水包油乳狀液;當(dāng)分散相是水滴時(shí),則稱(chēng)為油包水乳狀液。乳狀液的類(lèi)型取決于乳化劑。破乳的方法有多種,但基本原理一樣,即破壞液滴界面上的穩(wěn)定薄膜,使油、水得以分離。(6)物理化學(xué)法:超過(guò)濾:超過(guò)濾是一種薄膜分離技術(shù)。就是在一定的壓力下(~,),水在膜面上流動(dòng),水與溶解鹽類(lèi)和其他電解質(zhì)是微小的顆粒,能夠滲透超濾膜,而相對(duì)分子質(zhì)量大的顆粒和膠體物質(zhì)就被超濾膜所阻擋,從而使水中的部分微粒得到分離的技術(shù)。4.焚燒九、廢酸廢堿處理及再資源化技術(shù)水溶液狀的廢棄物分為廢酸和廢堿兩類(lèi)。水溶性有機(jī)物:甲醇、乙醇、乙酸、乙醛(能跟水任意比互溶),葡萄糖,蔗糖,氨基酸,丙三醇(甘油),丙醇等。游離:比喻離開(kāi)集體、聯(lián)盟或依附的事物。同系物:分子的結(jié)構(gòu)相似、具有相同種類(lèi)和數(shù)目的官能團(tuán)、且組成上彼此相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的許多有機(jī)化合物互稱(chēng)為同系物??捎猛换瘜W(xué)通式表示。例如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等是同系物,可用通式CnH2n+2表示。鹽酸和硝酸:按1:3的比例混合,稱(chēng)為王水,幾乎可以溶解任何單質(zhì),熱的王水可以溶解黃金。HNO3(濃)+3HCl(濃)=NOCl+Cl2+H2O 反應(yīng)生成了強(qiáng)氧化劑氯化亞硝酰和氯氣,能和金、鉑發(fā)生絡(luò)合,生成金氯酸和鉑氯酸,因此能夠溶解金、鉑,故名王水。王水在配制時(shí)會(huì)變黃,就是因?yàn)榉磻?yīng)生成的氯氣溶解在其中造成的。鹽酸與次氯酸鈉反應(yīng):遇過(guò)量HCl放出Cl2:NaClO+HCl→HClO+NaCl HClO+HCl→Cl2↑+H2O NaClO+2HCl→NaCl+Cl2↑+H2O或第一步:HCl+NaClO=NaCl+HClO ,第二步:2HClO=2HCl+O284消毒液是一種以次氯酸鈉為主的高效消毒劑。早期僅在醫(yī)院內(nèi)使用,用于多種醫(yī)療器械、布類(lèi)、墻壁、地面、便器等的消毒?,F(xiàn)在市面上到處可買(mǎi)到84消毒液,它被廣泛用于賓館、旅游、醫(yī)院、食品加工行業(yè)、家庭等的衛(wèi)生消毒。潔廁靈主要成分是鹽酸。氯氣是黃綠色氣體。3.含金屬離子的廢酸處理(1)廢酸的回收工序(2)酸洗鋼鐵廢酸的產(chǎn)生(3)從耐酸鋁廢液中回收廢硫酸(4)熱分解法回收硫酸(5)用離子交換膜回收廢酸(6)溶劑萃取法回收廢酸4.廢堿的再生利用技術(shù)(1)從耐酸鋁廠的腐蝕劑廢液中回收氫氧化鉀(2)從有機(jī)廢液中回收氫氧化鈉①亞鐵酸鈉法回收氫氧化鈉②從硫酸紙漿廢液回收堿黑液:紙漿生產(chǎn)中所產(chǎn)生的蒸煮廢液和洗滌廢水,由于呈黑色或深褐色,所以稱(chēng)為黑液(紅液)。根據(jù)制漿所用蒸煮藥劑的不同,分堿法(包括燒堿法和硫酸鹽法)紙漿黑液和亞硫酸鹽法約漿紅液。一般來(lái)說(shuō),每生產(chǎn)一噸紙漿約排出黑液10—12噸。黑液的污染負(fù)荷約占紙廠廢水總污染負(fù)荷的70%—80%,每升黑液中的CODcr高達(dá)數(shù)萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn)毫克。透析:血液透析是利用半透膜的原理,將患者血液與透析液同時(shí)引進(jìn)透析器,在透析膜兩側(cè)呈反方向流動(dòng),憑借半透膜兩側(cè)的溶度梯度、滲透梯度和水壓梯度,通過(guò)彌散、對(duì)流、吸附清除毒素;通過(guò)超濾和滲透清除體內(nèi)多余的水分;同時(shí)補(bǔ)充需要的物質(zhì),糾正電解質(zhì)、酸堿平衡紊亂。電泳效應(yīng):溶液中帶電粒子(離子)在電場(chǎng)中移動(dòng)的現(xiàn)象。利用帶電粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)速度不同而達(dá)到分離的技術(shù)稱(chēng)為電泳技術(shù)。高程(標(biāo)高)【elevation】指的是某點(diǎn)沿鉛垂線方向到絕對(duì)基面的距離,稱(chēng)絕對(duì)高程。簡(jiǎn)稱(chēng)高程。某點(diǎn)沿鉛垂線方向到某假定水準(zhǔn)基面的距離,稱(chēng)假定高程。“高程”是測(cè)繪用詞,通俗的理解,高程其實(shí)就是海拔高度。在測(cè)量學(xué)中,高程的定義是某地表點(diǎn)在地球引力方向上的高度,也就是重心所在地球引力線的高度。因此,地球上每個(gè)點(diǎn)高程的方向都是不同的
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