光伏切割廢液中多元醇組分的分離研究

【摘要】：光伏電池制造過(guò)程中的硅片切割環(huán)節(jié),面臨著大量的廢棄切割液的回收利用問(wèn)題,本文系統(tǒng)地總結(jié)了當(dāng)前光伏切割廢液的處理現(xiàn)狀。由于光伏切割液中液相主要成分是多元醇(乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇等),所以采用合適的工藝路線實(shí)現(xiàn)切割廢液中混合多元醇的精細(xì)化分離,具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場(chǎng)潛力,通過(guò)分析對(duì)比,本文首次提出采用三塔串聯(lián)連續(xù)減壓精餾的方法提純分離光伏切割廢液中的混合多元醇。 采用Aspen Plus化工模擬軟件結(jié)合正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)三塔串聯(lián)連續(xù)減壓精餾過(guò)程進(jìn)行了模擬,考察了理論塔板數(shù)、進(jìn)料位置、回流比以及操作壓力等工藝參數(shù)對(duì)各個(gè)塔分離效果的影響,得到優(yōu)化了的工藝參數(shù)。根據(jù)優(yōu)化的工藝參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在自行設(shè)計(jì)的減壓精餾裝置中進(jìn)行了減壓精餾實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明前期的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合,表明可以通過(guò)三塔串聯(lián)連續(xù)減壓精餾過(guò)程,將光伏切割廢液(含47.49%的乙二醇、40.39%的二甘醇、9.17%的三甘醇、2.65%的四甘醇)中的乙二醇、二甘醇、三甘醇等組分分離提純,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在優(yōu)化的工藝條件下,分離得到的乙二醇純度99.45%、收率92.30%,二甘醇純度98.65%、收率85.32%,三甘醇純度88.29%、收率78.21%。所回收組分達(dá)到工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的要求。 根據(jù)優(yōu)化的工藝參數(shù)進(jìn)一步完成了乙二醇精餾塔的設(shè)計(jì),確定了塔板數(shù)、塔直徑、塔板結(jié)構(gòu)、塔板具體構(gòu)成等塔部件的參數(shù),運(yùn)用流體力學(xué)方程進(jìn)行了驗(yàn)算以及氣液相操作負(fù)荷校核,結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的篩板塔是可行、合理的,為將來(lái)塔設(shè)備的工業(yè)化設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：光伏切割廢液 混合多元醇 連續(xù)減壓精餾
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TQ223.16;TQ028.31
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 光伏切割廢液的由來(lái)及分離回用現(xiàn)狀7
• 1.2 光伏切割廢液中混合多元醇的組成7-8
• 1.3 混合多元醇各組分基本性質(zhì)與用途8-9
• 1.3.1 乙二醇(EG)的基本性質(zhì)及用途8
• 1.3.2 二甘醇(DEG)的基本性質(zhì)及用途8
• 1.3.3 三甘醇(TEG)和四甘醇(TTEG)的基本性質(zhì)及用途8-9
• 1.4 擬采用分離工藝路線及研究?jī)?nèi)容9-11
• 1.4.1 三塔串聯(lián)連續(xù)減壓精餾方法的提出9-10
• 1.4.2 本課題研究?jī)?nèi)容及方案10-11
• 第二章 連續(xù)減壓精餾過(guò)程的模擬研究11-26
• 2.1 模擬方案的確定11-12
• 2.2 連續(xù)減壓精餾脫乙二醇塔的模擬研究12-16
• 2.2.1 單因素法的模擬研究12-15
• 2.2.2 乙二醇塔單因素試驗(yàn)最優(yōu)模擬結(jié)果15
• 2.2.3 正交實(shí)驗(yàn)?zāi)M優(yōu)化15-16
• 2.3 連續(xù)減壓精餾脫二甘醇塔的模擬研究16-20
• 2.3.1 單因素法的模擬研究16-19
• 2.3.2 二甘醇塔單因素試驗(yàn)最優(yōu)模擬結(jié)果19
• 2.3.3 正交實(shí)驗(yàn)?zāi)M優(yōu)化19-20
• 2.4 連續(xù)減壓精餾脫三甘醇塔的模擬研究20-24
• 2.4.1 單因素法的模擬研究20-23
• 2.4.2 三甘醇塔單因素試驗(yàn)最優(yōu)模擬結(jié)果23
• 2.4.3 正交實(shí)驗(yàn)?zāi)M優(yōu)化23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第三章 連續(xù)減壓精餾正交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證26-32
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及分析條件26-27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程27-28
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析28-31
• 3.3.1 乙二醇塔正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析28-29
• 3.3.2 二甘醇塔正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析29
• 3.3.3 三甘醇塔正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析29-30
• 3.3.4 模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比及分析30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第四章 脫乙二醇塔(篩板式精餾塔)的設(shè)計(jì)32-55
• 4.1 篩板式精餾塔的提出32-33
• 4.2 篩板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)33
• 4.3 塔設(shè)備的工藝計(jì)算33-34
• 4.4 精餾塔全塔物料衡算34-36
• 4.4.1 物料恒算34-35
• 4.4.2 最小回流比及平衡方程、操作性方程的計(jì)算35
• 4.4.3 全塔效率與實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算35-36
• 4.5 精餾塔有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算36-39
• 4.5.1 平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算36-37
• 4.5.2 液體表面張力的計(jì)算37
• 4.5.3 平均密度的計(jì)算37-38
• 4.5.4 液體平均黏度的計(jì)算38-39
• 4.5.5 氣液相負(fù)荷的計(jì)算39
• 4.6 塔和塔板的主要工藝尺寸的計(jì)算39-45
• 4.6.1 塔徑的計(jì)算39-41
• 4.6.2 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算41-45
• 4.7 篩板的流體力學(xué)的驗(yàn)算45-48
• 4.7.1 壓降的計(jì)算45-47
• 4.7.2 液面落差47
• 4.7.3 液沫夾帶47
• 4.7.4 漏液47-48
• 4.7.5 液泛48
• 4.8 塔板負(fù)荷性能圖48-54
• 4.8.1 漏液線48-49
• 4.8.2 霧沫夾帶線49-50
• 4.8.3 液相負(fù)荷下限線50
• 4.8.4 液相負(fù)荷上限線50
• 4.8.5 液泛線50-54
• 4.9 本章小結(jié)54-55
• 第五章 結(jié)論與展望55-56
• 5.1 結(jié)論55
• 5.2 展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 附錄一 主要符號(hào)說(shuō)明59-61
• 附錄二 攻讀學(xué)位期間成果61-62
• 致謝62

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