秸稈機(jī)械熱力脫水液中堿金屬的膜分離回收技術(shù)

【摘要】： 稻麥秸稈是我國農(nóng)村常見的農(nóng)業(yè)廢棄物，具有分布廣、資源量大等特點，對這類生物質(zhì)原料的能源化利用對于緩解我國日益嚴(yán)峻的農(nóng)村能源和環(huán)境問題具有重大的意義。然而由于其普遍富含鉀、鈉等堿金屬，在常見的燃燒、氣化等利用過程中產(chǎn)生了諸多的問題，如床層反應(yīng)器內(nèi)聚團(tuán)、受熱面玷污、結(jié)渣以及金屬高溫腐蝕等，這些已經(jīng)成為阻礙秸稈大規(guī)模能源化利用的主要障礙。秸稈機(jī)械熱力脫水可以有效降低其中的堿金屬含量，其產(chǎn)物對燃燒設(shè)備的腐蝕程度也隨之減小，同時秸稈的燃燒值大大提高。 秸稈機(jī)械熱力脫水液中富含堿金屬和有機(jī)物，如何更有效更合理更經(jīng)濟(jì)的處理秸稈機(jī)械熱力脫水液并回收廢水中的資源，從而實現(xiàn)“無害化”和“資源化”。本文以秸稈機(jī)械熱力脫水液治理回收的需要為出發(fā)點，研究了膜分離技術(shù)處理秸稈機(jī)械熱力脫水液并回收資源工藝的參數(shù)條件，為實際工程應(yīng)用提供了參考。 實驗研究了壓力、溫度、pH值、運行時間以及料液濃度對納濾膜以及反滲透膜分離性能的影響。研究表明：采用膜分離技術(shù)可以將秸稈機(jī)械熱力脫水液濃縮100倍，大大減少了料液的體積，從而達(dá)到分離回收的要求。納濾階段在壓力(ΔP)=0.8MPa、溫度(T)=20℃的運行條件下，將料液濃縮10倍；料液中K離子濃度由102.2mg/L濃縮為931.8mg/L；COD由343.5mg/L濃縮為2519mg/L。濃縮初期，透過液K離子濃度為1.43mg/L；COD濃度為152.9mg/L。濃縮10倍后，透過液K離子濃度為33.27mg/L，COD濃度為491.5mg/L。反滲透階段在壓力(ΔP)=1.0MPa、溫度(T)=20℃的運行條件下，能將料液再濃縮10倍；料液中K離子濃度由1108mg/L濃縮為10625mg/L：COD由2403mg/L濃縮為16993mg/L。濃縮初期，透過液K離子濃度為20.05mg/L；COD濃度為315mg/L。濃縮10倍后，透過液K離子濃度為329.38mg/L；COD濃度為5482mg/L。 論文的研究是對膜技術(shù)處理秸稈機(jī)械熱力脫水液的初步探討。實驗結(jié)果對膜處理秸稈機(jī)械熱力脫水液的實際工程具有參考價值和指導(dǎo)意義。 【關(guān)鍵詞】：膜分離 鈉濾 反滲透 濃縮 秸稈機(jī)械熱力脫水液
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：S216.2;S38
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 課題研究的意義和內(nèi)容9-23
• 1.1 課題研究的意義9-12
• 1.1.1 生物質(zhì)能能源化的背景9
• 1.1.2 我國秸稈利用現(xiàn)狀9-12
• 1.2 生物質(zhì)利用過程中的堿金屬問題及危害12-16
• 1.2.1 堿金屬引發(fā)的受熱面沾污、沉積問題13-14
• 1.2.2 堿金屬引發(fā)的爐內(nèi)結(jié)渣、聚團(tuán)問題14-15
• 1.2.3 堿金屬對燃?xì)廨啓C(jī)的危害15-16
• 1.3 農(nóng)作物秸稈中鉀元素的回收與利用16-20
• 1.3.1 我國農(nóng)村作物秸稈的數(shù)量、分布與特點16
• 1.3.2 主要種類秸稈鉀元素含量調(diào)查16-17
• 1.3.3 鉀素的回收提取途徑17-20
• 1.4 論文的選題、主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線20-22
• 1.4.1 研究目的20-21
• 1.4.2 研究內(nèi)容21
• 1.4.3 擬解決的關(guān)鍵問題21
• 1.4.4 研究思路和技術(shù)路線21-22
• 1.5 本章小結(jié)22-23
• 第二章 膜分離技術(shù)的基礎(chǔ)理論23-39
• 2.1 膜分離技術(shù)概述23-24
• 2.2 反滲透膜技術(shù)24-29
• 2.2.1 反滲透的基本原理24-26
• 2.2.2 反滲透膜的傳質(zhì)機(jī)理26-29
• 2.3 納濾膜技術(shù)29-36
• 2.3.1 納濾膜的定義及發(fā)展概況29-30
• 2.3.2 納濾膜的分離模型30-36
• 2.4 影響膜性能的因素36-37
• 2.4.1 回收率/轉(zhuǎn)變率36
• 2.4.2 溫度36-37
• 2.4.3 壓力37
• 2.4.4 壓密37
• 2.4.5 濃差極化37
• 2.5 本章小結(jié)37-39
• 第三章 實驗器材、方法和分析項目39-44
• 3.1 實驗器材39-40
• 3.1.1 實驗用膜39
• 3.1.2 分析測試儀器39-40
• 3.2 實驗裝置40
• 3.3 實驗方式和程序40-41
• 3.3.1 實驗方式40
• 3.3.2 實驗程序40-41
• 3.4 分析測試方法41-43
• 3.4.1 膜通量的測定41
• 3.4.2 鉀離子的測定41-42
• 3.4.3 COD_(cr)的測定方法42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 膜分離濃縮的實驗研究44-68
• 4.1 實驗概況44-45
• 4.1.1 分離濃縮的目的44
• 4.1.2 膜分離工藝流程的確定44
• 4.1.3 實驗所用料液44-45
• 4.2 納濾膜分離性能實驗45-57
• 4.2.1 實驗方法45
• 4.2.2 實驗結(jié)果及現(xiàn)象分析45-57
• 4.3 反滲透膜分離性能實驗57-66
• 4.3.1 實驗方法57
• 4.3.2 實驗結(jié)果及現(xiàn)象分析57-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 第五章 膜污染及其清洗保存技術(shù)68-72
• 5.1 膜的污染及其過程68
• 5.2 影響膜污染的因素68-69
• 5.3 膜的清洗方法69-70
• 5.4 實驗用膜的污染及清洗方法70
• 5.5 膜的保存方法70-71
• 5.6 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 社會效益分析72
• 6.2 課題實施的可能性分析72
• 6.3 結(jié)論與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 致謝76

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