Nacl和Na多04在超临界水中溶解度的研究

摘要

超临界水具有极低的密度、粘度和介电常数，在超临界水中，有机物可以以任意比例溶解，而无机物的溶解度则很低，基于对有机物的特殊溶解性质，超临界水氧化技术在难降解有机废水处理方面效果惊人，但另一方面，无机物在超临界水中的低溶解度使无机盐极易沉积在反应器内，这成为超临界水氧化技术工业应用的瓶颈。在工业应用中，无机物的沉积必然是监控和预测的重要内容，因此，有必要对无机盐在不同温度和压力条件下的溶解情况进行研究，掌握溶解度数据，以便针对不同工序进行条件控制，以及针对不同条件预测盐沉积情况。
　　 由于无机盐在超临界水中溶解度数据缺乏，本文设计了一组测定无机盐溶解度的实验装置，并利用该装置对在处理废水过程中极易产生的NaCl和Na2SO4进行了一系列的实验。实验通过控制停留时间、温度和压力三个影响因素，研究了这两种无机盐在不同温度和压力下的溶解度。实验结果表明，随着温度的升高和压力的降低，两种无机盐达到溶解平衡的时间逐渐缩短，溶解度逐渐降低。即在超临界水条件下，温度越高压力越小，无机盐的溶解度越小，无机盐越易析出，生成的沉淀越多。
　　 超临界水的溶解度参数和密度是计算溶解度的两个重要参数，基于这两个参数可建立溶解度的计算模型，本文用Materials Studio4.0软件对超临界水的溶解度参数和密度进行了模拟。
　　 在溶解度参数和密度模拟数据的基础上，利用实验数据分别对基于溶解度参数的计算模型和基于超临界水密度的计算模型进行了拟合，得到一系列温度下的溶解度计算式，通过比较这两种模型与实验数据的拟合效果，发现基于溶解度参数的计算模型更优秀。
　　 本文通过检测出口溶液中Fe2+的浓度对实验过程中设备的腐蚀情况进行了研究，以期了解各条件下无机盐对设备的腐蚀情况，研究结果表明：
　　 随着温度和压力的升高，设备的腐蚀加快，且Cl-对反应器的腐蚀比SO42-的腐蚀更严重，另外，在进入反应器之前脱盐能有效减轻无机盐对反应器的腐蚀。

目录

第一章绪论

第二章实验系统的建立与实验内容

第三章超临界水溶解度参数和密度的MD模拟

第四章无机盐在超临界水中溶解度的计算模型

第五章设备腐蚀的研究

第六章结论与展望

参考文献

致谢

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