本文關鍵詞：基于顆粒自碰撞的廢鉛膏脫硫新方法實驗研究

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【摘要】：鉛酸蓄電池作為一種動力能源目前被廣泛應用于電動車、通訊、信息、國防等領域。我國每年約有1.1億只鉛酸蓄電池報廢,其中含鉛300多萬噸,再生回收鉛酸蓄電池不僅是鉛資源循環(huán)利用發(fā)展的需要,同時也能減少鉛對生存環(huán)境造成破壞。進口技術裝備對中國國情的適應性不好,而自主技術裝備儲備又不足,國家推行鉛酸蓄電池清潔再生工藝曾一度受阻。鉛膏脫硫是清潔再生過程的核心之一,圍繞其開展基礎與應用研究,對蓄電池清潔再生與鉛資源循環(huán)行業(yè)進步和產業(yè)升級意義很大。在充分認識鉛膏特性基礎上,利用碳酸鈉作為脫硫劑,針對鉛膏脫硫反應產物層包裹反應物、阻礙反應進行的問題開展研究,提出一種基于鉛膏顆粒自碰撞的廢鉛膏脫硫系統(tǒng),構建基于“顆粒自碰撞”表面強制更新反應系統(tǒng),達到鉛膏高效脫硫、過程節(jié)能環(huán)保的效果。首先對碳酸鈉鉛膏脫硫過程進行了傳質分析,得出內擴散作用為鉛膏脫硫過程的主要控制步驟,碳酸鉛的包裹為主要影響脫硫速率和效率低的原因。根據(jù)傳質分析,提出了“表面更新”的理論,即通過外力的作用及時去除包裹在固體表面的碳酸鉛顆粒,使反應能夠迅速進行,提高反應的脫硫效率。實驗室搭建小型基于顆粒自碰撞機制的鉛膏脫硫實驗裝置,實驗得出該系統(tǒng)在鉛膏脫硫過程中的反應條件：反應漿液的最佳pH范圍為8-10之間,當碳酸鈉與硫酸鉛的摩爾比為1.0～1.1：1時,該反應系統(tǒng)脫硫效率最高,并且pH值能夠保持在10以下；鉛膏的脫硫效率隨溫度的升高而升高,當反應溫度達到40℃以上時,該系統(tǒng)的脫硫效率已經能夠滿足工業(yè)需求；當漿液濃度在20-70%時,鉛膏最終的含硫量能夠穩(wěn)定低于0.5%,滿足生產需求。最后在廢鉛酸蓄電池回收現(xiàn)場組建了中試實驗裝置,直接利用破碎后產生的鉛膏漿液進行中試實驗,結果表明：新型反應系統(tǒng)的脫硫效率遠遠要好于傳統(tǒng)攪拌釜式反應,在反應30min以后,鉛膏的最終含硫量穩(wěn)定低于0.5%,滿足生產需求。
【關鍵詞】：鉛酸蓄電池 鉛膏 脫硫 表面更新
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X705
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 引言9
• 1.2 鉛酸蓄電池簡介9-13
• 1.2.1 鉛酸蓄電池現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 鉛酸蓄電池的構成和原理11-12
• 1.2.3 鉛酸蓄電池失效原因12-13
• 1.3 鉛膏再生的主要技術13-21
• 1.3.1 鉛膏高溫火法熔煉技術14
• 1.3.2 鉛膏濕法再生技術14-19
• 1.3.3 鉛膏脫硫低溫熔煉技術19-21
• 1.4 研究目的、意義及內容21-23
• 1.5 課題來源23-24
• 第2章 實驗材料與方法24-28
• 2.1 實驗原料24-25
• 2.1.1 鉛膏來源24
• 2.1.2 鉛膏物相分析24-25
• 2.1.3 鉛膏粒度分布25
• 2.2 鉛膏脫硫工藝流程25
• 2.3 實驗分析方法25-28
• 2.3.1 實驗評價指標25-26
• 2.3.2 鉛膏中含硫率的測定26-28
• 第3章 鉛膏脫硫反應動力學分析28-35
• 3.1 實驗試劑及儀器28-29
• 3.2 反應過程及傳質分析29-30
• 3.3 鉛膏脫硫反應過程分析30-33
• 3.3.1 化學反應對鉛膏脫硫效率的影響30-31
• 3.3.2 外擴散作用對鉛膏脫硫效率的影響31
• 3.3.3 內擴散作用對鉛膏脫硫效率的影響31-32
• 3.3.4 鉛膏脫硫前后的SEM分析32-33
• 3.4 表面更新鉛膏脫硫機制33-34
• 3.5 本章小結34-35
• 第4章 基于顆粒自碰撞的鉛膏脫硫小試實驗研究35-44
• 4.1 實驗試劑和儀器35-36
• 4.1.1 實驗試劑35
• 4.1.2 實驗儀器35-36
• 4.2 實驗裝置和原理36-38
• 4.2.1 實驗裝置及流程36-37
• 4.2.2 實驗原理37-38
• 4.3 實驗結果與討論38-42
• 4.3.1 碳酸鈉的量對鉛膏脫硫效率的影響38-39
• 4.3.2 反應溫度對鉛膏脫硫效率的影響39-40
• 4.3.3 漿液濃度對鉛膏脫硫效率的影響40-41
• 4.3.4 鉛膏粒徑對鉛膏脫硫效率的影響41
• 4.3.5 鉛膏反應前后XRD分析41-42
• 4.4 本章小結42-44
• 第5章 基于顆粒自碰撞的鉛膏脫硫中試實驗研究44-52
• 5.1 實驗裝置和原料44-45
• 5.1.1 實驗裝置44-45
• 5.1.2 實驗原料45
• 5.2 實驗結果與討論45-51
• 5.2.1 實驗條件45-47
• 5.2.2 兩種管式反應器在雙相流中的脫硫性能47-48
• 5.2.3 兩種管式反應器在三相流中的脫硫性能48-49
• 5.2.4 不同流速下脫硫效率的變化49-50
• 5.2.5 實驗結果的平行校驗50-51
• 5.3 本章小結51-52
• 第6章 結論與展望52-55
• 6.1 結論52-53
• 6.2 創(chuàng)新點53
• 6.3 展望53-55
• 參考文獻55-60
• 致謝60-61
• 附錄：攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文61

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