磷石膏-氨-水固碳反应体系氨浓度对石膏颗粒溶解速率的影响

摘要

磷石膏-氨-水固碳反应体系中石膏颗粒的溶解,是三相流化矿化反应系统的控制性步骤.在氨水溶液中石膏颗粒能与氨分子形成N—H…O氢键,导致石膏溶解速率受氨浓度影响.基于已知粒度分布的石膏颗粒群在不同氨浓度下的溶解实验数据,采用种群平衡模型与物料衡算相结合的方法,探究了氨浓度对石膏颗粒群溶解特性的影响规律.结果表明:氨浓度的增加会降低石膏溶解速率,随着溶解的进行,氨对溶解的抑制作用会减弱.此外,随着氨浓度的增大,增加单位氨浓度石膏溶解速率的降幅将变小.结合实验数据拟合关联溶解动力学参数,构建了氨浓度影响下石膏的溶解速率模型,预测了三相流化矿化反应系统中两个串联回路石膏料浆所需的停留时间,为磷石膏-氨-水固碳反应体系矿化烟气CO2的放大设计提供了理论依据.