微筛孔反应器液相沉淀法制备纳米CaCO3

采用微筛孔反应器,以Ca(NO₃)₂·4H₂O为钙源连续相、(NH₄)₂CO₃为碳源分散相,液相沉淀法制备纳米CaCO₃。利用XRD、TEM等表征手段分析研究分散相与连续相流量、浓度和停留时间等制备条件对碳酸钙的粒径、产率和形貌的影响。结果表明,使用微筛孔反应器通过液相沉淀法可制得平均粒径45~92 nm、产率达80%以上的方解石型纳米CaCO₃。适宜的制备条件为:连续相进料流量F_C=150 mL/min、分散相进料流量F_D=150 mL/min、连续相浓度[Ca²⁺]=0.05 mol/L、分散相浓度[CO^2-₃]=0.2 mol/L、停留时间τ=5 s。微筛孔反应器特有的孔道结构能够均匀分散液相体系,从而避免了一般微反应器在液相沉淀反应中出现的堵塞问题,微筛孔反应器的分子扩散混合模式可大幅度强化液相体系的扰动程度并提高CaCO₃过饱和度,使制得样品粒径较小且分布极窄。同时,通过改变制备条件可灵活调控样品的形貌与粒径。     

基于化工模拟的氨法烟气脱硫工艺设计案例教学探讨

在化工设计课程教学中将科研项目成果“氨法烟气脱硫工艺设计项目”转化为典型教学案例,并结合现代化工设计方法,引入化工模拟软件Aspen Plus进行化工过程设计,让学生更直观地理解气液两相吸收过程所涉及的化学反应设计、分离序列的选择与应用、能量匹配与集成优化等,使课程理论教学更加生动,将复杂的化工设计过程讲解透彻,提高教学质量,提高学生实际工程设计能力。     

Ca(H2PO4)2-H3PO4-K2SO4体系中石膏晶型及形貌调控

为将Ca(H₂PO₄)₂制备KH₂PO₄过程中的石膏资源化利用,以H₃PO₄与CaCO₃反应制备Ca(H₂PO₄)₂溶液,并与K₂SO₄溶液反应,进行Ca(H₂PO₄)₂-H₃PO₄-K₂SO₄体系中石膏晶型和形貌调控研究。结果表明:通过改变反应时间、反应温度、SO^2-₄过量系数和CaO含量等参数可对Ca(H₂PO₄)₂-H₃PO₄-K₂SO₄体系中石膏晶型和形貌进行调控,制得短柱状α-CaSO₄·0.5H₂O。体系在温度高于95 ℃和CaO含量为3.0%~5.0%(质量分数,下同)时形成α-CaSO₄·0.5H₂O,在CaO含量为5.5%主要形成CaSO₄·2H₂O;反应时间长于20 min和SO^2-₄过量系数大于1.4将形成K₂SO₄(CaSO₄)₅·H₂O,导致石膏晶体表面缺陷增加。本实验条件下,适宜反应条件为:反应时间10 min、反应温度95 ℃、SO^2-₄过量系数1.2和CaO含量5.0%,此条件下可制得长度42~70 μm、直径13~24 μm的短柱状α-CaSO₄·0.5H₂O,其抗折和抗压强度分别可达5.61 MPa和33.74 MPa,滤液中钾收率和脱钙率分别可达94.23%和83.80%。