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纯碱CaCl2废液直接法制备α型高强石膏的绿色新工艺及相关固-液相平衡和结晶动力学
结题报告
批准号:
21978290
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
李志宝
学科分类:
化工热力学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
李志宝
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中文摘要
索尔维工艺生产纯碱(碳酸钠,Na2CO3),每吨纯碱将产生10 m³CaCl2废液。按此计算,年产量100万吨纯碱厂每年就排放废液1000万m³。除环境要求迫切需要减少排放外,其实纯碱CaCl2废液(每升含CaCl2:100克,NaCl:50克)是可利用的资源。针对传统蒸发工艺得到的氯化钙价值很低的缺点,申请人提出利用纯碱CaCl2废液制备ɑ型高强石膏的新工艺,即浓氯化钙与硫酸铝反应直接得到ɑ型高强石膏(CaSO4·0.5H2O)和六水氯化铝两个高附加值产品。本课题将深入开展该工艺应用基础的研究,包括:固-液相平衡热力学与反应结晶动力学的实验和模拟计算,以及整个工艺的验证和过程模拟。为新工艺工业化提供设计基础,项目的完成将对纯碱工业节能减排解决关键科学问题,具有显著的理论价值和实际意义。
英文摘要
There has been growing interest in the recovery and reutilization of CaCl2 generated from Solvay’s process to help combat environmental pollution. Here a novel, eco-friendly process aimed for the direct production of high strength, α-Hemihydrate from the discharged CaCl2 waste stream is proposed. The scope of this project includes, the reactive crystallization of alpha-calcium sulfate hemihydrate by the adding aluminum sulfate into CaCl2-contained liquor, as well as the crystallization kinetics of aluminum chloride hexahydrate from the filtrated slurry. Basic researches of the new process, such as the solid-liquid phase equilibrium of the reaction system, the crystallization kinetics, experimental verification and simulation of the whole process, will provide data and theoretical support for the industrial application of the new technique. The main research contents are as follows: the experimental determination and modeling of the stability and solubility of the calcium sulfate hydrate in the mixed aqueous solutions; the nucleation and crystallization kinetics study of alpha-calcium sulfate hemihydrate; and lastly, the simulation, scale-up, cost-benefit analysis and optimization of the new proposed process in whole.
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jced.1c00133
发表时间:2021
期刊:J. Chem. Eng. Data
影响因子:--
作者:Li Binghui;Li Zhibao
通讯作者:Li Zhibao
DOI:10.1021/acs.jced.2c00022
发表时间:2022-04
期刊:Journal of Chemical & Engineering Data
影响因子:--
作者:Xiaojuan Zhang;Xiangzhao Zeng;Youna Shan;Zhibao Li;Yan Zeng;E. Asselin
通讯作者:Xiaojuan Zhang;Xiangzhao Zeng;Youna Shan;Zhibao Li;Yan Zeng;E. Asselin
DOI:10.1021/acssuschemeng.0c07467
发表时间:2021
期刊:ACS Sustainable Chemistry and Engineering
影响因子:--
作者:Zhang Xiaojuan;Asselin Edouard;Li Zhibao
通讯作者:Li Zhibao
Thermodynamic modeling for the carbonate system K-HCO3-CO3 in alkanolamine solutions: An extended application for CO2 scrubbing
烷醇胺溶液中碳酸盐体系 K-HCO3-CO3 的热力学建模:CO2 洗涤的扩展应用
DOI:10.1016/j.cej.2019.123250
发表时间:2020-03
期刊:Chemical Engineering Journal
影响因子:15.1
作者:Wang Qiaoxin;Li Zhibao
通讯作者:Li Zhibao
DOI:10.1021/acs.iecr.2c02280
发表时间:2022-09-10
期刊:INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
影响因子:4.2
作者:Liu, Shuaifeng;Asselin, Edouard;Li, Zhibao
通讯作者:Li, Zhibao
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