基于BOX-Behnken响应曲面法的KNO_3盐垢结垢速率影响参数研究

金属表面腐蚀与结垢问题广泛存在于盐化工生产的多种过程中,严重妨碍了化工设备的正常运行,造成巨大的能源浪费和经济损失,是一个经过长期研究而至今也一直存在的问题。针对于此,选取A3钢、20#钢、304不锈钢、316不锈钢4种常用化工设备钢材模拟化工设备在硝酸钾生产中的结垢腐蚀情况,以搅拌速度、NH_4~+与K~+物质的量比、过饱和度、溶液pH为影响因素,以结垢速率为响应值,得到KNO_3生产过程中最低结垢速率工艺参数。结果表明:4种钢材中20#钢结垢速率最低,为0.120 7 g/(h·m2),其最佳工艺参数:搅拌速度为148 r/min、n(NH_4~+)/n(K~+)=1.54、过饱和度为73.15 g/L、溶液pH=4.5。