铝酸钠溶液碳酸化分解的热力学

为对高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解过程中产品杂质含量的控制提供理论依据,分析了铝酸钠溶液碳酸化分解过程的热力学,认为该过程中Al(OH)3析出的真正机理是过饱和铝酸钠溶液的自发结晶;而基于分解过程中平衡浓度的热力学计算表明,在碳酸化分解过程中SiO2的变化规律与公认的三段变化规律一致,说明该过程产品中SiO2的含量取决于它在溶液中的平衡浓度,而非吸附所致;同时还分析了丝钠铝石的形成热力学。

铝酸钠溶液碳酸化分解过程动力学

对铝酸钠溶液碳酸化分解过程的动力学进行了研究。在对碳酸化分解过程中的氢氧化钠被二氧化碳中和以及氢氧化铝析出两个过程进行比较后,认为整个碳酸化分解过程是受氢氧化铝析出过程控制,仍然遵循种分机理。借鉴种分过程动力学模型,给出了动力学方程。方程表明:碳酸化分解反应的表观活化能为75.115kJ/mol,这与晶种分解过程的活化能大致相当,也与碳酸化分解过程仍然遵循晶种分解机理的观点相吻合;碳酸化分解过程强烈地受到过饱和度的影响。

铝酸钠溶液碳酸化分解过程的影响因素

分析影响铝酸钠溶液碳酸化分解过程的各种因素。从工艺、溶液条件、分解技术条件三方面 ,讨论间断碳分和连续碳分工艺 ;分解原液中的氧化铝浓度、总碱浓度、悬浮物含量 ;碳分分解率 ,碳分温度 ,添加晶种 ,碳分时间 ,通气速度和CO2 浓度 ,搅拌强度 。

氧化铝碳酸化分解动态过程建模及非线性分析

研究连续碳酸化分解过程输入输出运行规律,对其过程进行动态数学描述是实现氧化铝连续碳酸化分解生产过程优化控制的关键。针对实际连续碳酸化分解过程的工艺特点,将系统设计为ICSTR关联连续搅拌槽式反应釜模式。基于碳酸化分解过程物理化学机理,应用质量守恒定律,描述反应器中反应物成分浓度和脱硅精液流量和二氧化碳输入量之间的动态变化,建立了连续碳酸化分解过程系统非线性多重时滞的动态数学模型。通过数值计算及仿真,列出碳酸化分解过程实际测量值进行比较的结果,给出连续碳酸化分解各槽Al2O3浓度连续变化仿真曲线,验证模型能较好地体现系统即时变化过程,并讨论非线性模型解的相关问题。

铝酸钠溶液碳酸化分解过程中氢氧化铝粒度和强度的变化

模拟工业铝酸钠溶液连续碳酸化分解条件,对分解过程不同阶段产物氢氧化铝的粒度、磨损指数和结晶形貌的变化进行了研究。结果表明分解初期产物中粒径<45μm的粒子质量分数高达38%,分解中期产物粒度显著增加,而末期粒度的变化不再明显;分解1h时析出的大量细粒子的磨损指数最小,具有较高的抗磨损能力;中期经过快速附聚而变大的产物强度最差,附聚体经过后期析出氢氧化铝的"胶结"后强度又有所提高。SEM照片表明产物附聚体颗粒的缝隙内有细小颗粒填充,形成"镶嵌"式结构,且随着分解过程的进行附聚在一起的晶体颗粒粒度逐渐接近。

溶液质量浓度对铝酸钠溶液碳酸化分解的影响

研究了铝酸钠溶液碳酸化分解过程中溶液的质量浓度变化对碳酸化分解过程及其产品的粒度和强度的影响 ,发现随着溶液质量浓度的提高 ,碳酸化分解率降低 ,产品氢氧化铝的粒度细化、强度降低 ;在相近分解深度时 。

高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解产品中Na2O含量的控制

依据铝酸钠溶液碳酸化分解遵循晶种分解的机理,在自制碳分槽中采用间断碳分的方法,在不添加Al(OH)3晶种的条件下,研究了不同分解工艺条件[分解温度70～95℃,CO2气体浓度25%～60%(φ),CO2通气速度0.055～0.167m3/(h·L)]对高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解产品Al(OH)3中Na2O含量的影响规律.结果表明,通过提高碳酸化分解温度、降低CO2通气量来调控铝酸钠溶液的过饱和度,控制碳酸化分解速率,能显著降低分解产品中Na2O的含量.当碳酸化分解原液Al2O3浓度在170～180g/L、溶液苛性分子比αk=1.40～1.50时,控制碳酸化分解温度为95℃左右,采用低浓度、慢速通气制度,分解6h左右分解率达到90%～93%,所得碳酸化分解产品中Na2O含量可控制在0.25%(ω)以下.

碳酸化分解的机理研究与进展

本文综述了对铝酸钠溶液碳酸化分解机理的研究 ,其结果对碳分的理论和实践都有重要意义。文中还指出了碳酸化分解中有待解决的关键问题。

添加晶种对烧结法铝酸钠溶液碳酸化分解过程的影响

解决碳分氢氧化铝强度较低、细粒子含量较高的问题是烧结法生产砂状氧化铝的关键. 本研究通过外加晶种研究了铝酸钠溶液碳酸化分解产物氢氧化铝的粒度、强度和结晶形貌,并通过正交实验确定了添加晶种时改善产物粒度和强度的合理工艺条件. 实验对比了添加晶种与相应条件下未添加晶种的情况,结果表明产物氢氧化铝的粒度受晶种粒度影响,且其作用程度受晶种类别和晶种系数的制约;晶种促进了单晶间的交互生长,产物氢氧化铝为近似球形的'镶嵌'式多晶体;选用晶种可降低产物磨损指数3%～25%.

添加剂对铝酸钠溶液碳酸化分解产物粒度和强度的影响

采用外加表面活性剂类添加剂的方法来改善碳酸化分解产物的粒度和强度,并探讨了其作用机理.结果表明,适宜的添加剂及添加量能够明显减少产物中的细粒子含量,加强附聚过程的进行,改善产物Al(OH)3的强度.添加剂CF2在200 mL/L时,产物平均粒径提高12 μm左右,小于45 μm细粒子质量分数降低17％左右,磨损指数降低10％.结晶形貌分析表明,添加剂促进了晶粒的附聚和单晶间的交互生长,产物氢氧化铝形成近似球形的“镶嵌”式多晶体.

高浓度铝酸钠溶液碳酸化分解的可行性研究

在烧结法工业生产氧化铝工艺中，碳分原液中Al2O3。浓度一般不高于110g／l，并且单槽分解周期长，消耗动力大，传统的碳分工艺已经成为制约设备产能和影响氧化铝生产企业经济效益的最主要因素之一。本文对铝酸钠溶液成分机理的不同观点进行了分析对比，并从影响成分过程和产品质量主要因素的角度，分析了高浓度铝酸钠溶液碳分的可行性。

碳酸化分解过程影响因素的试验研究

本文对碳酸化分解过程的主要影响进行了研究。考察了不同试验条件下分解过程的变化 ,测定了产品氢氧化铝的粒度和强度。

氧化铝连续碳酸化分解过程建模与仿真

为了实现氧化铝连续碳酸化分解生产过程优化控制,研究连续碳酸化分解过程输入输出运行规律并对其过程进行动态数学描述是解决问题的关键。定义了ICSTR(Interaction Continuous Stirred-TankReactor)关联连续搅拌槽式反应釜基础上,给出了ICSTR的特性。基于碳酸化分解过程物理化学机理及质量守恒定律,建立了连续碳酸化分解过程系统非线性多重时滞的动态数学模型。通过数值计算和仿真,给出了模型计算值与实际测量值比较的结果,提供了分解各槽Al2O3浓度连续变化仿真曲线,验证了模型能较好地体现系统即时变化过程。

连续碳酸化分解过程专家优化系统

基于连续碳酸化分解过程机理和长期积累的专家经验,开发了基于专家规则的连续碳酸化分解过程专家优化系统.采用产生式规则表达知识,将规则分为优化规则和安全监控规则,规则集与规则集之间采用有知识搜索,规则集内部采用前向推理,规则前提和结论之间采用哈希算法的有机结合来实现推理机制.在一个双闭环的控制结构里,采用专家规则实现分解率的优化控制推理,并采用前馈方法对大时滞因素进行控制量补偿.应用结果表明,分解率合格率提高4%,平均分解率为94.2%,起到了优化的目的.

碳酸化分解法合成板状氢氧化铝的研究

介绍了一种制备板状氢氧化铝粉体的新方法。从晶体生长行为和反应机理出发，研究碳酸化分解法不同工艺条件：原料液偏铝酸钠浓度、反应气体CO2通气速率、碳分终点pH值、干燥条件等因素对氢氧化铝粉体板状结构的影响。同时，也考察了不同晶型向导剂和分散剂对粉体形貌的影响。得到的产品采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和BET比表面积等检测手段进行表征。实验结果表明，当偏铝酸钠溶液的浓度为2．0—2．5mol／L,CO2气体通气速率为100-200L／h，反应终点控制为pH=12，添加一定量的AIF3和三乙醇胺作为晶型向导剂和分散剂时，可以得到六角板状氢氧化铝，其平均粒径为16．520μm，径厚比为30～60，比表面积351．3503m^2／g。

基于遗传算法的连续碳酸化分解过程模糊优化

提出了基于遗传算法的连续碳酸化分解过程操作模式模糊优化方法。首先建立基于模糊规则和模糊推理的模型,然后以稳态误差为优化目标,应用混合编码的遗传算法同时优化模糊控制隶属度和推理规则,将获得的模糊规则应用于末槽分解率的控制,获得了良好的应用效果。

连续碳酸化分解过程的混合智能控制

为了解决连续碳酸化分解过程中分解率梯度与末槽分解率无法用精确数学模型描述的问题,以控制合适的分解梯度与合格的末槽分解率为目标,将专家控制与预测控制策略相结合,提出连续碳酸化分解过程智能控制模型.根据人工经验建立了专家知识库,一类知识库用来处理工况波动和仪表故障,另一类知识库根据各槽料浆成分信息,给出各个阀门开度的控制输出量,来实现正常工况情况下的分解率的稳定控制;并利用神经网络建立的预测模型预测系统下一时刻分解率输出,用以对专家控制模型输出反馈修正.应用结果表明:该方法有效地克服了大滞后因素的影响,分解过程的优化控制分解率合格率提高了4%,平均分解率提高了0.95%.

连续碳酸化分解过程实时安全监控系统

由于现场工艺复杂,容易发生突发性事故,故安全生产是连续碳酸化分解过程的基础。论文结合连续碳酸化分解过程的机理特征和经验知识,开发了连续碳酸化分解过程实时监控专家系统。首先将碳酸化分解过程的机理特征和经验知识进行分类,然后采用面向对象的产生式规则表示知识,设计了基于规则的监控知识库,最后描述了基于前向搜索的监控推理机。实际运行表明,该系统提高了整个生产流程运行的安全性,减少了安全事故的发生。

连续碳酸化分解过程分解梯度控制策略研究

连续碳酸化分解过程是烧结法生产氧化铝的关键工序之一，其分解率梯度与末槽分解率直接影响产品的产量和质量。针对此过程具有强非线性、强耦舍性、大时滞、难以建立精确的数学模型等特点，在分析过程机理特征和总结专家经验的基础上，提出了分解率梯度专家控制和末槽分解率预测前馈补偿相结合的控制策略，以首槽进料阀门和1#～5#槽CO2通气阀门为控制对象，采用产生式规则建立了由首槽进料量专家控制规则和1#-5#槽分解率专家控制规则共同组成的专家知识库，并引入了末槽分解率预测模型修正控制输出，最后开发了连续碳酸化分解过程分解率梯度专家控制系统。实际运行结果表明，各槽分解率的合格率提高了2％以上，实现了分解率梯度的稳定优化控制，提高了产品的质量。

连续碳酸化分解过程进料的稳定控制

由于分解槽进料管较短,管径比较大,容易结疤,进料量难以用常规的过程检测仪表进行检测,文中提出了连续碳酸化分解过程进料的稳定控制模型。建立了基于汇流的伯努利方程,总结出进料阀门的局部阻力系数与开度的关系,推导出高位糟液位、进料阀门及进料流量的函数关系;建立了进料流量的软测量模型。利用该模型,设计一个进料流量控制器,实现进料流量的优化设定和稳定控制。现场实验数据表明,进料流量软测量模型精度在2.06%以内,控制器的控制效果好,能满足现场需要。