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480

作者：

周黎

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摘要：

高温高压状态下,无机组分在水中的溶解性发生了显著变化.超临界水氧化技术(SCWO)作为一种高效,迅速,彻底的有机污染物处理技术,在实际的废水处理过程中遇到了盐沉积和腐蚀问题,严重阻碍其工业化应用.作为SCWO反应器设计的基础,硫酸盐和氯盐在超/亚临界水中的溶解度研究已引起国内外广泛关注,但由于实验条件苛刻,溶解度数据缺乏. 本文采用一种可适用于超/亚临界体系的毛细管-偏光微观测定技术,通过捕捉析晶点和溶晶点,分别对硫酸钙和硫酸镁在亚临界水中的溶解度及介稳区域进行了静态法测定.实验结果表明,温度升降速率(r),pH及投加物对盐水体系的介稳态和晶形生长均存在影响.在无投加物,不改变溶液pH,r =1℃/min的条件下,测得79.5~157.8℃的硫酸钙溶解度为0.180~0.051g/100g(水),117.9~202.2℃的硫酸镁溶解度为32.854 ~1.372g/100g(水),在实验考察范围内硫酸盐溶解度和超溶解度与温度成负相关.选用MSRK方程结合拉乌尔定律计算毛细管中的盐水体系压力,并在高压釜中进行验证,与计算结果基本一致.采用经典水合机理溶解模型对硫酸盐在亚临界水中的溶解度与超溶解度实验数据进行了关联,绘制二元盐水体系S-T-P曲线,关联结果良好. 实验分别对氯化钠和氯化钾水溶液在室温至400℃过程中的相态变化进行了定性观测.在实验考察范围内,体系的临界点因盐的溶入发生推迟,氯盐在超/亚临界水中的溶解度随温度升高有增大趋势,浓度为1.0g/100g(水)的氯化钠水溶液直至体系发生临界均一相变仍无晶体析出.这与普遍认可的无机盐在超临界区水中溶解度骤降的观点不一致,实验结果提醒我们有必要来重新认识这个问题. 本文丰富了无机盐的溶解度数据,开创了一种直观,安全,低耗,可逆向验证的测定方法,为该研究领域提供了一条新的思路,也为下一阶段的深入研究奠定基础.

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关键词：

超/亚临界水 硫酸盐 氯盐 结晶介稳区 溶解度

学位级别：

硕士

学位年度：

2010

DOI：

10.7666/d.y1776474

被引量：

17