温度对CO2(g)-NH3(aq)-Ca2+(aq)气液两相体系中结晶反应动力学模型的影响

在搅拌转速600 r/min、CO_2流量245 mL/min、Ca~(2+)初始浓度0.24 mol/L的条件下研究296.15～323.15 K时CO_2(g)-NH_3(aq)-Ca~(2+)(aq)气液反应体系中碳酸钙结晶反应动力学模型。结果表明:当温度313.15 K时,反应体系中水合氨解离及CO_2吸收化学反应达到或接近平衡,依据反应动力学模型,拟合得到296.15、303.15 K下CO_2(g)-NH_3(aq)-Ca~(2+)(aq)气液两相结晶反应的反应速率常数在数值上分别为1.377、4.894,反应级数为2.769;当温度≥313.15 K时,反应体系中水合氨解离及CO_2吸收化学反应未能达到或接近平衡,依据简化的反应动力学模型,拟合得到313.15、323.15K下CO_2(g)-NH_3(aq)-Ca~(2+)(aq)气液两相结晶反应的反应速率常数在数值上分别为0.100、0.159,反应级数为1.097。研究结果对CO_2(g)-NH_3(aq)-Ca~(2+)(aq)气液两相结晶反应动力学模型受温度的影响提供了动力学参数,对工业设计具有一定指导意义。     

磷石膏-氨-水固碳反应体系氨浓度对石膏颗粒溶解速率的影响

磷石膏-氨-水固碳反应体系中石膏颗粒的溶解，是三相流化矿化反应系统的控制性步骤。在氨水溶液中石膏颗粒能与氨分子形成N—H…O氢键，导致石膏溶解速率受氨浓度影响。基于已知粒度分布的石膏颗粒群在不同氨浓度下的溶解实验数据，采用种群平衡模型与物料衡算相结合的方法，探究了氨浓度对石膏颗粒群溶解特性的影响规律。结果表明：氨浓度的增加会降低石膏溶解速率，随着溶解的进行，氨对溶解的抑制作用会减弱。此外，随着氨浓度的增大，增加单位氨浓度石膏溶解速率的降幅将变小。结合实验数据拟合关联溶解动力学参数，构建了氨浓度影响下石膏的溶解速率模型，预测了三相流化矿化反应系统中两个串联回路石膏料浆所需的停留时间，为磷石膏-氨-水固碳反应体系矿化烟气CO₂的放大设计提供了理论依据。     

氨-水-石膏固碳反应过程石膏溶解特性实验研究

石膏溶解是氨-水-石膏固碳反应过程的控制步骤。以石膏圆盘为研究对象,实验探究了二氧化碳气速、搅拌转数、氨的质量分数对石膏溶解特性的影响。研究结果表明:增大氨的质量分数会抑制石膏的溶解,增大二氧化碳气速和搅拌转数均会促进石膏的溶解。同等倍数改变反应条件时,二氧化碳气速是影响石膏溶解速率的最敏感条件,当二氧化碳气速增大1. 5倍,石膏溶解速率常数可增大63. 5%。可见,二氧化碳气速是调控氨-水-石膏固碳反应过程的关键参数。     

二水硫酸钙在硫酸铵溶液中的溶解度测定

采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）测定了二水硫酸钙在硫酸铵溶液中（298.15～348.15 K）的溶解度,利用E-DH方程对实验数据进行关联,总平均相对偏差为2.81%;并考察了E-UDH方程的理论预测值,与实验值对比,总平均相对偏差为4.13%。实验和理论研究结果表明：在同离子效应和盐效应协同影响下,二水硫酸钙在（NH₄）₂SO₄-H₂O体系中溶解度随硫酸铵浓度增加先降低后又增大,在298.15～348.15 K温区内,溶解度突变点硫酸铵浓度为0.07～0.08 mol·kg^-1;随溶液中硫酸铵浓度增加,温度对二水硫酸钙溶解度的影响更趋显著。研究结果对磷石膏矿化烟气CO₂的过程设计具有指导意义。