鋁醇鹽中含鐵低沸點(diǎn)有機(jī)物的形成機(jī)理與分離研究

金屬醇鹽是制備高技術(shù)陶瓷等新材料的最重要前驅(qū)物.鋁醇鹽作為已工業(yè)化的產(chǎn)品, 近年在新材料等領(lǐng)域又產(chǎn)生了新的應(yīng)用市場(chǎng),國內(nèi)有多家新廠建成并以金屬鋁為原料用醇鹽水解法生產(chǎn)高純超細(xì)氧化鋁.然而其產(chǎn)品在出口和國內(nèi)應(yīng)用碰到的最大問題是鐵、硅、鎂等雜質(zhì)含量高.其中危害最大的是鐵.初步研究發(fā)現(xiàn)，鋁醇鹽中的鐵雜質(zhì)為低沸點(diǎn)有機(jī)物,隨鋁醇鹽蒸出,說明鋁中金屬鐵在鋁醇鹽合成中也參加反應(yīng).而理論上,醇或醇鹽對(duì)金屬鐵是惰性的.為了解決鋁醇鹽生產(chǎn)中痕量鐵的低成本有效分離,并揭示某些對(duì)醇惰性的元素（如Si、Fe、等）在金屬醇鹽合成中伴隨反應(yīng)的本質(zhì),本項(xiàng)目對(duì)上述含鐵有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、生成機(jī)理和分離控制規(guī)律等進(jìn)行研究.雖然本課題只研究異丙醇鋁-鐵體系,其結(jié)果對(duì)其它雜質(zhì)及其它金屬醇鹽體系雜質(zhì)分離都具有理論參考價(jià)值和指導(dǎo)意義;同時(shí),該研究也將豐富金屬或金屬間化合物的有關(guān)催化理論.

地下熱水用深井泵抽到地面進(jìn)入電站內(nèi)的蒸發(fā)器，加熱某一種低沸點(diǎn)介質(zhì)，使之變?yōu)榈头悬c(diǎn)介質(zhì)蒸汽，然后通入汽輪機(jī)做功發(fā)電，汽輪機(jī)排出的乏汽經(jīng)凝汽器冷凝成液體，用工質(zhì)泵再打回蒸發(fā)器重新加熱，循環(huán)使用。為充分利用地?zé)崴挠酂幔?體， 使其溫度上升至接近蒸發(fā)器內(nèi)的工質(zhì)飽和溫度，再進(jìn)入蒸發(fā)器。為了保證從地?zé)峋畞淼牡責(zé)崴谳斔瓦^程中不閃蒸成蒸汽和不使溶解氣體從水中逸出， 在管路中的熱水始終保持承受超過其溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力。

優(yōu)點(diǎn)：①低沸點(diǎn)工質(zhì)的蒸汽比容比閃蒸系統(tǒng)減壓擴(kuò)容后的蒸汽比容小得多， 而汽輪機(jī)的幾何尺寸主要取決于末級(jí)葉輪和排汽管的尺寸(它取決于工質(zhì)的體積流量)，因此，雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的管道和汽輪機(jī)尺寸都十分緊湊， 造價(jià)也低。②地下熱水與低沸點(diǎn)工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)是間接換熱，地?zé)崴⒉恢苯訁⒓訜崃^程， 所以汽輪機(jī)內(nèi)避免了地?zé)崴袣狻⒐屉s質(zhì)所導(dǎo)致的腐蝕問題。③可以適應(yīng)各種不同化學(xué)類型的地下熱水; ④能利用溫度較低的地?zé)崴?⑤如果地?zé)崤潘毓嗟叵?，則水中的各種不凝氣體仍保留在熱水里并一起回到地下， 避免了地面的大氣污染。由于熱水從地?zé)峋槌鲆恢钡交毓嗟叵率冀K處于壓力之下，因而水中的結(jié)垢組分不會(huì)析出，從而避免了井管及管道系統(tǒng)中的結(jié)垢。

缺點(diǎn)：①低沸點(diǎn)工質(zhì)價(jià)貴，來源不廣，有的還易燃易爆，或有毒性，因而要求系統(tǒng)各處的密封性好，技術(shù)要求高。②由于蒸發(fā)器、凝汽器和預(yù)熱器都必須采用間壁式換熱器，增加了傳熱溫差引起的不可逆熱損失。低沸點(diǎn)工質(zhì)一般傳熱性能較差， 換熱面積要求較大， 從而增加了投資。③操作和維修要求高。

雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的低沸點(diǎn)工質(zhì)選擇十分重要，它既要有化學(xué)穩(wěn)定性以及有較好的熱力學(xué)特性，又要有價(jià)廉、來源廣、無毒、不易燃燒等特點(diǎn)。要滿足上述所有要求的低沸點(diǎn)工質(zhì)是難找的， 選擇時(shí)只能根據(jù)設(shè)計(jì)要求抓其主要的方面。在現(xiàn)有的一些雙循環(huán)地?zé)犭娬局?，采用較多的低沸點(diǎn)工質(zhì)有異丁烷、正丁烷、氟里昂11、氟里昂114等。為了充分利用不同工質(zhì)的不同優(yōu)點(diǎn)，采用混合工質(zhì)(如異丁烷和異戊烷)也是正在發(fā)展的有前途的一種選擇。雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)所采用的低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)一般為軸流式，特別是在單機(jī)功率較大時(shí)。對(duì)較小功率的汽輪機(jī)采用軸流式，可以獲得很高的相對(duì)內(nèi)效率。軸流式低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)， 其原理與水蒸氣汽輪機(jī)相同。然而，在應(yīng)用地?zé)崃黧w的條件下，低沸點(diǎn)有機(jī)化合物的性質(zhì)與水蒸氣性質(zhì)有著顯著的差別， 因而設(shè)計(jì)也就存在某些不同之點(diǎn)。例如，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽中的聲速差不多是水蒸氣聲速的一半， 因而其汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)使其轉(zhuǎn)子直徑為水蒸氣汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子直徑的一半， 或者轉(zhuǎn)速是后者的一半。此外，在相同溫度范圍內(nèi)，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽的密度比水蒸氣高一個(gè)數(shù)量級(jí)， 而等熵焓降產(chǎn)生的功則少一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此， 為了產(chǎn)生相同的功率， 低沸點(diǎn)工質(zhì)的質(zhì)量流量應(yīng)比水蒸氣的高一個(gè)數(shù)量級(jí)，雖然容積流量幾乎是相等的。低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)的高密度和小焓降，再加上不夠理想的性質(zhì)，對(duì)汽輪機(jī)設(shè)計(jì)有特殊要求。

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