温度对溶出反应的影响机理.doc

温度对溶出反应的影响机理?? ??从动力学方面看，铝土矿溶出过程是复杂的多相反应，溶出反应的速度在高温下(?215℃)下受扩散过程控制?多相反应扩散动力学方程式表示为: 式中：ds/dt—某一瞬间的溶出速度；?????????D—扩散系数；?????????S—反应相界面面积；??????C平衡?—平衡?温度?时平衡溶液中?的浓度；?????C溶液?—溶液?某一瞬间溶液中?浓度；????? —扩散层厚度? 而扩散系数为/3DRTndu??? 式中：T—溶出温度；??????????????????????d—?扩散点直径；??????R—气体常数；??????????????????????n—阿伏加德罗常数；??????u—扩散介质的粘度从上述关系可看出提高溶出温度可以提高溶出速度，另外，溶出反应又属于化学反应，根据阿仑乌尼斯方程式即化学反应速度与温度的关系式:ln/KERTC???? 从上式可知，提高温度可以提高反应速度?大量的科学实验和长期的生产实践也表明，溶出速度无论是受反应速度还是受扩散速度所限制，它总是随着温度升高而增加，且其规律是温度每升高10℃，溶出速度约提高1.5倍。?温度对溶出的影响如图1。??????????? ??????????????????????????? 图1??温度对溶出的影响(条件:一水硬铝石型铝土矿) 2、影响溶出温度的因素? 2.1单管及压煮器管束结疤严重? 一水硬铝石型铝土矿在溶出过程中，其所含的氧化铝水合物及杂质和循环母液发生化学反应，生成溶解度小的化合物绝大部分进入赤泥中，有少量化合物在流程中结晶析出并沉积在管壁上容器表面上或加热管束上形成结疤，结疤是热的不良导体，它的存在大大减小了管壁的传热系数，降低了传热效率，严重影响溶出温度的提高，而且该厂所使用矿石中氧化硅含量比较高，使的管束结疤速度加快，约?30天厚度为1mm?工人们现在清理结疤采用火烧法，清理不彻底(结疤清除率约50%?)，加之生产上为了保证溶出效率，使得压煮器得不到及时清理，由原来设计每台压煮器?个月清理一次，变成3个月清理一次，有的甚至长达9个月清理一次?这些问题严重制约着压煮器升温，从而影响溶出效果。? 2.2冷凝水系统不畅? 单管或者加热管束内的冷凝水如果不能及时排出，进入的加热蒸汽量小，同时减少了传热面积，导致不能更好的进行热交换，温度就提不上去?造成冷凝水排放不畅的主要原因:一是冷凝水排放管或疏水阀堵?二是由于疏水阀或?型阀阀芯脱落造成冷凝水不畅?三是由于冷凝水泵或其它问题造成水送不出去。? 2.3机组满罐率低? 机组运行过程中会在压煮器内产生大量的料浆不凝性气体，如果这种不凝性气体不能及时排出而形成积聚，会占据压煮器的体积造成压煮器不满罐，减小了料浆与加热管束的接触面积，使得热交换面积减小，从而影响温度的提升，同时也会缩短反应时间，增加蒸汽消耗，损害设备。 ?2.4搅拌运行不正常? ????搅拌不仅使固体粒子处于悬浮状态，整个溶液成分变得均匀，矿粒表面的扩散层厚度减小，从而强化溶出过程，还能加速料浆与加热面的充分接触，改善了传热过程，同时还减小了加热表面的结垢?实践证明，搅拌开与不开，单台压煮器的温升相差3~5℃。? 下表是实际生产中的记录数据:? 表1?溶出搅拌器开启状态与溶出温度情况? 2.5闪蒸槽带料? ????溶出机组预热压煮器温度是通过闪蒸槽的二次蒸汽为热源进行预热，而闪蒸槽由于其节流孔板磨损严重或脱落末两级闪蒸槽NaCO3结晶严重预热压煮器管束破等原因造成二次蒸汽带料，使得进入管束的二次蒸汽的量减少，不利于温度升高。同时同样温度的料浆和蒸汽通过热交换后，料浆所放出的热要比蒸汽少得多，这也会影响温度的升高。? 2.6新蒸汽压力低温度低或者为过热蒸汽? 高压溶出使用的新蒸汽要求为60bar?295℃的饱和蒸汽，如果新蒸汽压力低，会影响到通汽速度，造成进汽量少，使机组温度降低；新蒸汽温度低，会导致热量不够，不足以提升机组温度，影响温度升高；如果新蒸汽为过热蒸汽，由于过热蒸汽与饱和蒸汽在加热管壁的冷凝方式不同，过热蒸汽容易形成膜状，而饱和蒸汽易结露，暴露出新的加热面，有利于传热系数的提高，同时饱和蒸汽的热含量高于过热蒸汽的热含量，也有利于传热系数的提高；另外长期使用过热蒸汽还会降低管束的使用寿命。? 3、提高溶出温度的改进措施? 3.1合理安排压煮器清理时间，提高清理质量? 目前的火烧清理存在一个实际困难，就是管排间火焰烧不到，结疤脱不掉，这就需要清理工利用风镐等工具尽量把结疤清理彻底?另外火烧完后再使用高压水清理管束结疤经过两年的实践，效果良好。? 3.2及时清理冷凝水罐和冷凝水管道，保持冷凝水排放畅通?????冷凝水罐内壁结疤严重时厚度可达，而且不易在线清理，为此我们制作了四台备用冷凝水罐，在