探究离子交换法海水脱钙研究

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1、河北工业大学硕士学位论文离子交换法海水脱钙研究姓名：刘佳申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：谢英惠20100501河北工业大学硕士学位论文离子交换法海水脱钙研究摘要海水淡化技术在许多国家已经得到广泛的应用，但是仍然存在诸多待解决的问题。海水中的钙离子在高温高浓度时容易结垢，严重影响到设备的工作效率。因此，海水中的钙离子的大幅度脱除，有利于得到更高的水回收率。首先，通过查阅大量文献，筛选出七种对钙离子有吸附能力的吸附剂，分别测定其在不同溶液中对钙离子的分离因数，选择出对钙离子吸附性能最好的吸附剂。其次，进行脱除钙离子最优条件的选择。再次，对吸附剂脱除钙离子的热

2、力学进行研究，并对其吸附机理进行初步推断。最后，进行吸附剂再生实验研究。在吸附剂筛选过程中发现，由实验室自制的新型分子筛在钠钙、钾钙、镁钙溶液中对钙离子选择性比其他各吸附剂的选择性更高，且对海水中的钙离子的单位吸附量最大，为40.3mg/g。由实验结果可知，当吸附剂用量为2g/100mL，吸附时间为60min，溶液PH值为中性，吸附温度为60℃时，该分子筛对海水中钙离子的脱除率为85.33%。新型分子筛对钙离子的去除情况，可用Langmuir吸附等温式很好的描述。此外，D.R等温式对钙离子吸附体系拟合较好。吸附自由能E值在化学吸附的范围之内，说明该吸附过程是以化学

3、吸附为主。由热力学计算结果可知，该吸附过程为自发的吸热熵增过程。关键词：新型分子筛，钙，脱除，海水i离子交换法海水脱钙研究STUDYONTHEDECALCIFICATIONFROMTHESEAWATERBYIONEXCHANGEABSTRACTDesalinationtechnologyhasbeenwidelyusedinmanycountries,buttherearestillalotofproblemstobesolved.Athightemperaturethehighcalciumconcentrationsresultincloggingofpipe

4、linesandheatexchangersastheformofcarbonateprecipitatestoimpactontheefficiencyoftheequipment.Therefore,theremovalofcalciumisveryimportantinutilizationofbrine.Firstofall,sixsorbentswereselectedbyreferringtotheextensiveliterature.Theseparating2+factorsofthesorbentstoCainthedifferentsolut

5、ionweredeterminedtochoosethebestCa-selectivitysorbent.Second,theadsorptiveexperimentswerecarriedoutinordertostudyingthefactorsaffectingtheadsorptioncapacity.Third,underthedifferenttemperatureandthedensity,thethermodynamicexperimentsweredone.Initially,theadsorptionmechanismwasinferred.

6、Finally,theregenerationconditionwasexplored.Theexperimentalresultsshowthatthenewtypemolecularsievehadthecharacteristicsofgood2+selectivityonCaanditsexchangecapacitywasthelargestinthesevensorbentswechose.whentheadsorbentamount2g/100mL,adsorptiontimeis60min,thesolutionPHvalueisneutral,a

7、dsorptiontemperatureis60℃,theremovalrateofcalciumionsinseawateris85.33%usingthenewtypemolecularsieve.TheresultsforcalciumfitwelltotheLangmuirandD.R.Theadsorptionmechanismischemicaladsorption.Itisanendothermicprocessaccompanyingtheincreaseofdisorderofthesystemandcanbeoccurredspontaneou

8、sly.K