离子交换膜在电解法制造碳酸钾中的应用研究

采用添加KHCO_3的阴极液循环法,由KCl水溶液的离子膜电解,一次得到K_2CO_3.试验中对Nafion膜的导电度进行了测定,探讨了碱金属阳离子在离子膜中的行为.对各种离子在Nafion膜中的移动速度进行了测定,表明影响电流效率的主要因素是OH~-离子的反向渗透.由于CO_3~(2-)在离子膜中的移动速度很小,所以在制取高浓度K_2CO_3时仍可获得90%以上的电流效率.通过控制添加的KHCO_3的量,可以得到KHCO_3及Cl~-含量极低的高纯度K_2CO_3.     

电催化合成燃料反应技术研究发展现状

近年来碳排放逐年增加,将CO_2转化为有用化学品的需求更加迫切。电化学还原CO_2可实现CO_2的资源化转化,是实现自然界"碳循环"的关键技术。综述了微流体电解池,H型电解池和膜电极构型电解池这几种电化学还原CO_2反应器及其核心部件的研究进展,指出了膜电极构型反应器在实现CO_2规模化转化中的优势;通过对比分析膜电极反应器的核心组成部分电解质膜,电解液与催化层的发展与应用现状,明确了具有阳离子交换膜与KHCO_3液层复合电解质的反应器是现阶段实现CO_2规模化转化的优选。通过分析KHCO_3液层中HCO_3~-形成与解离的循环,指出该循环的闭合程度显著影响CO_2电还原的活性与产物分布,KHCO_3液层的结构设计与其中传质与反应机理的探索和无黏结剂自支撑催化剂的研发将是这类反应器进一步发展的主要方向。     

热碱和二乙醇胺催化热碱吸收二氧化碳的速率

在大气压下用搅拌反应器测定了含K_2CO_326.6％(重量)的热碱溶液和二乙醇胺催化热碱溶液吸收二氧化碳的速率。测定的条件为温度60～98℃,含胺0～4.5％(重量),溶液的转化度(K_2CO_3转化为KHCO_3的分率)为0～0.65。 实验设备预先用CO_2-水系统和CO_2-盐水系统进行校正,以确定液相传质系数与转速和流体物性的关联。 采用纯CO_2气体,测定了各种因素(包括温度、胺含量、转化度等)对液相反应吸收速率系数的影响。 实验数据表明:热碱溶液阳二乙醇胺催化热碱溶液吸收CO_2为快速反应的吸收过程,催化热碱溶液吸收速率符合CO_2与OH~-和有机胺并行反应的机理。 由实验数据获得了两个液相吸收速率系数的关联式。鉴于此快速反应吸收与流动条件几乎无关,可望此关联式能用于设计。     

膜电解法处理低浓度SO_2烟气吸收液研究

为使膜电解技术应用于低浓度 SO2 净化工艺中 ,将 SO2 碱吸收液中 Na HSO3和 Na2 SO3在三室膜电解槽中进行了转化和分离。研究了电解过程中电压、电解液 p H值变化 ;酸室温度对电流效率、电解电压的影响 ;酸、碱室料比对电解效果的影响。提出了合理的工艺流程     

热钾碱法脱除CO_2系统中钒缓蚀剂防腐蚀机理的电化学研究

本文用电化学方法,研究了国内外大型合成氨厂脱除合成氨原料气中CO_2时,广泛采用的几种热钾碱溶液中钒缓蚀剂防止碳钢设备腐蚀的机理。在除去了溶解氧的各种热钾碱溶液中加入钒缓蚀剂前后测得的碳钢的阳极极化曲线和电位-时间曲线表明,在K_2CO_3溶液、K_2CO_3+KHCO_3溶液,G-V溶液、Benfield溶液、Catacarb溶液和二乙撑三胺热钾碱溶液中,钒缓蚀剂都是一种氧化性钝化剂。它是通过其氧化作用使碳钢的电极电位由活化区转移到钝化区内,使碳钢由活化状态转变为钝化状态而防止腐蚀的。     

K2CO3/金属氧化物吸附CO2的研究

研究了K_2CO_3/MgO和K_2CO_3/Al_2O_3吸附CO_2的性能。研究表明:K_2CO_3/MgO和K_2CO_3/Al_2O_3对CO_2吸附的容量分别为105.8 mg/g和66 mg/g。吸附剂载体是钾基吸附剂吸附CO_2性能差异的原因之一,MgO载体的CO_2吸附容量(42.3 mg/g)大于Al_2O_3(20 mg/g)。钾在不同载体中的物相差异是造成CO_2吸附性能差别的另一原因。在K_2CO_3/MgO吸附剂中,钾仅以K_2CO_3形式存在,在吸附CO_2过程中,CO_2与K_2CO_3以及MgO共同作用生成了K_2Mg(CO_3)_2。而在K_2CO_3/Al_2O_3吸附剂中,不仅有K_2CO_3物相,还检测出KAl(CO_3)_2(OH)_2物相,在吸附CO_2过程中,K_2CO_3转化成KHCO_3,而KAl(CO_3)_2(OH)_2未参与CO_2的吸附。     

热钾碱法脱碳系统中钒缓蚀剂的几个问题

近年来,国内和国外的大型和中型合成氨厂广泛采用有机胺热钾碱法脱除合成氨原料气中的CO_2,所用热钾碱溶液含K_2CO_3为25～30％。为了提高溶液的吸收速度和再生速度,通常需要加入某些有机胺类作为催化剂。不同的热钾碱溶液采用不同的催化剂。本     

小联碱厂苯菲尔脱碳溶液中腐蚀与控制的经验

苯菲尔(Benfield)溶液是以二乙醇胺为活化剂的热钾碱脱碳液(脱除CO_2),是用于合成氨气体净化中的一种溶液。它具有吸收速度快,气体净化度高,CO_2回收率高,纯度高,溶液无毒,原料易得,价格便宜,操作简便等优点,是目前合成氨厂较好的脱碳溶液之一。苯菲尔溶液的主要成份是碳酸钾的水溶液。吸收大量CO_2气体后,对碳钢设备有很强的侵蚀作用。腐蚀主要发生在高温和CO_2高浓度区域以及气体、液体冲刷和节流部位。Bien-stock和Field的研究表明,在浓度为40％,没有吸收CO_2的热钾碱沸腾溶液中,碳钢的腐蚀     

膜吸收法回收烟气CO_2传质过程研究

在0.1~2 m~3/h模拟烟气膜吸收处理装置上,进行了膜吸收法捕集CO_2传质过程研究。在其他条件不变的情况下,考察了气体流量、吸收液流量和吸收液浓度对传质过程的影响;结合吸收溶剂的化学反应增强因子及中空膜本身的参数,建立了膜吸收过程的传质计算模型。试验结果表明:在有化学吸收推动的膜吸收传质过程中,膜吸收的传质阻力集中在气相和膜的界面,而反应发生在液膜界面,所建立的计算模型也很好地反映了这一现象。通过建立传质模型,可以推算出膜表面吸收传质过程,从而为膜吸收过程的工业放大提供支撑。     

液相共存成分对双极膜电解吸氨法脱碳富液的影响

考察了烟气中SO₂、NO_x和CO₂与NH₃·H₂O的反应机理以及双极膜电解吸的机理,对本文自制实验系统的操作工况进行了进一步的调整,探究了氨法脱碳吸收富液双极膜电解吸的一般规律,研究了模拟解吸液解吸过程中主要液相共存成分,如(NH₄)₂SO₃、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、NaCl和NH₄Cl对CO₂双极膜电解吸的影响。研究表明,液相共存成分种类、质量分数、pH、表面张力等对CO₂的双极膜电解吸均能产生一定影响。少量NaCl、NH₄Cl和(NH₄ )₂SO₄成分的共存对吸收富液的电解吸是有利的,且对电解吸的影响程度为NaCl> NH₄Cl> (NH₄)₂SO₄;吸收富液中应该极力避免(NH₄)₂SO₃成分的存在;NH₄NO₃成分的共存对脱碳富液电解吸的影响不大。因此,在碳捕集前应对烟气中的杂质成分进行脱除,减少其对解吸液理化特性以及双极膜电解吸的影响。     

膜电解法再生碳酸钾脱碳溶液(英文)

In this work, the regeneration mechanism of potassium carbonate solution after absorption of CO2 using ion-exchange membrane electrolysis was presented. The solutions of potassium carbonate (K2CO3) and potassium bicarbonate (KHCO3) were used to simulate the solution after absorbing CO2. Experiments were carried out at various electrodes, temperatures and current densities. The results indicate that the membrane electrolysis can increase concentration ratio of K2CO3 and KHCO3, and achieve 100% conversion. In this process, not only CO2 is desorbed from carbonate solution, but also hydrogen, as a byproduct, is generated at the cathode, which is the main contributor to reduce energy consumption. Thus, the membrane electrolysis is valuable in the regeneration of the K2CO3 absorbent.     

膜蒸馏技术处理含碳酸钾废水初步研究

介绍了膜蒸馏技术的原理、优点及其应用领域。采用自制板式直接接触式膜蒸馏器和真空减压式膜蒸馏器，研究了含碳酸钾废水溶液的浓缩结晶过程。结果表明，膜蒸馏技术处理含碳酸钾废水效果良好，既回收了碳酸钾，又获得了达标排放的清水。     

无水钨酸钾的合成研究

以碳酸钾和三氧化钨为原料，用高温固相反应法和水溶液法分别合成了无水钨酸钾。在高温固相反应法中，采用热分析法来指导产物的合成，用XRD物相分析手段对合成条件进行了研究。在水溶液法中，对制备的产物进行了XRD分析和热分析表征，XRD表明水溶液法合成的产物易形成（001）取向。研究及理论分析表明，水溶液法是制备高纯度产物的更有效的方法。     

环己酮-水-氟化钾及环己酮-水-碳酸钾的液液相平衡

采用气相色谱法测定了环己酮-水-氟化钾、环己酮-水-碳酸钾体系在25℃时的液液相平衡数据,相平衡数据表明产生的环己酮相中含有可以忽略的盐、水相中含有可以忽略的环己酮,因此采用氟化钾或碳酸钾可以有效地分离环己酮-水体系。分别采用Pitzer和NRTL方程计算水相和环己酮相中水的活度,将二者结合对液液相平衡进行了数学计算,计算值与实验值吻合较好,说明所选热力学模型对环己酮-水-氟化钾及环己酮-水-碳酸钾体系具有较好的计算精度,为采用氟化钾或碳酸钾分离环己酮-水体系提供了基础数据和设计依据。     

(R)-2-羟基苯丙酸苄酯合成方法改进

对(R)-2-羟基苯丙酸苄酯的合成进行了探讨,分别采用BnOH-TosOH法,收率为57%;BnB r-Et3N法,收率30%;BnB r-Cs2CO3法,收率最高为82%;用廉价的K2CO3、Na2CO3代替Cs2CO3进行反应,也顺利得到产品,方法改进后的收率分别为55%、76%。     

5-硝基水杨酸的合成新工艺研究

以2-氯-5-硝基苯甲酸为原料,在碱性条件下经催化水解、酸化合成5-硝基水杨酸,考察了催化剂K2CO3/KOH的质量比、原料配比、反应温度、反应时间对产率的影响,获得了最佳的反应条件:原料配比(质量比)为K2CO3/KOH∶2-氯-5-硝基苯甲酸=80∶100,反应温度为130~140℃,反应时间为15h。在最佳反应条件下,产品收率可达95%以上。     

表面有机化钛酸材料的制备及吸附染料性能

将K2CO3和TiO2通过高温固相反应制得K2Ti4O9,经酸化处理后得到H2Ti4O9,用正十二胺乙醇溶液与之反应,获得正十二胺柱撑的层状化合物,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等方法对所得材料进行结构表征,并初步研究了有机胺支撑前后钛酸材料的吸附性能,实验结果表明:在钛酸钾材料的层间引入正十二胺有机基团后,层间距加大,吸附能力大大提高。     

碳碱法加工硼镁矿制硼砂

根据生产实践及理论推导，对碳碱法加工硼镁矿制硼砂的一些理论性问题阐述其观点：（1）硼镁矿粉碳解生成的不溶性镁盐是碱式碳酸镁；（2）碳解反应的真正的控制步骤是溶解的CO2或HCO3^-与硼镁矿粉的反应；（3）碳解反应正确的平衡常数是K1=c（B4O7^2-）／c（HCO3^-），B2O3转化率R与K之间不存在直接联系。     

正丙醇-水-钾盐和异丙醇-水-钾盐体系液液相平衡数据的测定和理论计算

实验测定了正丙醇 水 氟化钾、异丙醇 水 氟化钾、正丙醇 水 碳酸钾、异丙醇 水 碳酸钾体系在25℃时的液液相平衡数据,当水相中氟化钾或碳酸钾浓度较高时产生的正丙醇或异丙醇富集相中含有可以忽略的盐,水富集相中含有可以忽略的正丙醇或异丙醇,因此用氟化钾或碳酸钾可以成功地分离正丙醇 水或异丙醇 水体系。采用Pitzer方程计算富水相中水的活度,用NRTL方程计算富正丙醇或异丙醇相中水的活度,将二者结合对液液相平衡数据进行理论计算。结果表明计算值与实验值符合良好,为工业上用钾盐分离正丙醇 水或异丙醇 水体系提供了数据和模型。     

HEDP溶液钢铁基体镀铜工艺的研究

采用赫尔槽试验和直流电解方法研究了HEDP镀液在钢铁基体上预镀铜的工艺过程,给出了最优镀液组成和最佳工艺条件:Cu2+10g/L,HEDP 160g/L,K2CO 360g/L,pH9.0,温度50°C,通气搅拌,阴极电流密度2A/dm2。试验结果表明,上述HEDP镀液组成简单、容易维护,不加任何添加剂的平均分散能力为62.21%,深镀能力为100%;可操作的阴极电流密度范围较宽,阴极电流密度为2A/dm2时的镀速达0.37μm/min;得到的半光亮铜镀层结合力良好、结晶细致。