離子液體脫硫性能研究

離子液體

脫硫性能研究目錄課題研究的背景1實(shí)驗(yàn)過程2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3結(jié)論4傳統(tǒng)脫硫方法干法脫硫半干法脫硫濕法脫硫旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法等石灰石/石膏法等有機(jī)胺水溶液或堿性鹽水溶液等離子液體脫硫一、課題研究的背景現(xiàn)今社會大氣污染越來越被人們所重視，而其中尤以SO2

污染對社會影響最大。解決SO2排放污染問題對于當(dāng)今社會來說尤為迫切。傳統(tǒng)的脫硫方法存在的問題吸收劑用量高設(shè)備腐蝕性大操作不穩(wěn)定存在二次污染硫資源回收利用率差離子液體脫硫進(jìn)入了人們的視野CompanyLogo什么是離子液體離子液體(ionicliquids)就是在室溫(或稍高于室溫的溫度)下呈液態(tài)的離子體系，也可叫做室溫離子液體、室溫熔融鹽(roomtemperaturemoltensalts)、有機(jī)離子液體等。離子液體特點(diǎn)蒸氣壓低，不易揮發(fā)，避免了傳統(tǒng)胺類吸收劑易揮發(fā)、易損失的缺點(diǎn)；工藝綠色化，無廢水和廢渣產(chǎn)生，避免了傳統(tǒng)吸收劑的二次污染問題；吸收劑可再生并重復(fù)利用；吸收的SO2解吸后可作為硫源生產(chǎn)其它化工產(chǎn)品。離子液體脫硫胍鹽類咪唑類韓布興等合成了四甲基胍類離子液體，并對其脫硫性能進(jìn)行了研究。安東等分別用離子液體負(fù)載化和在胍陽離子上引入官能團(tuán)等方法來提高對SO2的吸收能力。研究進(jìn)展醇胺類張鎖江等制備醇胺羧酸鹽離子液體；又將該類離子液體以純液體或者負(fù)載在載體上進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)。ZHAI等對乙醇胺乳酸鹽離子液體吸收SO2性能和吸收-解吸循環(huán)都進(jìn)行了探究。JiangYingying等開發(fā)出5種咪唑類離子液體支撐液膜，在25～45℃、100kPa的條件下，對SO2的滲透選擇性較好。Luis等在陽離子上引入羥基制備了一系列的咪唑類離子液體，其吸收性能提高。脫硫離子液體研究現(xiàn)狀物理吸收特點(diǎn)：吸收量小；易解吸化學(xué)吸收特點(diǎn)：吸收量大，解吸困難離子液體脫硫方法及特點(diǎn)對SO2的吸收性能良好，陽離子官能團(tuán)上帶有的醚基（-O-），是吸收SO2的活性位點(diǎn)。它是通過靜電作用力對SO2進(jìn)行吸收，過程為物理吸收，易解吸。對SO2的吸收量較大。離子液體可反復(fù)利用。設(shè)計(jì)功能化離子液體脫硫二、實(shí)驗(yàn)部分解吸SO2吸收SO2離子液體的合成實(shí)驗(yàn)流程[C3O1Mim]+[H3CSO3]-[C5O2Mim]+[H3CSO3]-[C7O3Mim]+[H3CSO3]-實(shí)驗(yàn)原料醚基功能化離子液體（自行合成）1#:[C3O1Mim]+[H3CSO3]-2#:

[C5O2Mim]+[H3CSO3]-3#:[C7O3Mim]+[H3CSO3]-二氧化硫氮?dú)鈔=1,2,3實(shí)驗(yàn)設(shè)備

SO2吸收瓶恒溫磁力攪拌器四氣一液實(shí)驗(yàn)裝置電子天平SO2氣體鋼瓶N2氣體鋼瓶吸收SO2——稱重法SO2氣體鋼瓶吸收瓶恒溫水浴鍋尾氣吸收瓶用萬分之一天平稱重記錄質(zhì)量變化。離子液體吸收二氧化硫能力的計(jì)算采用稱重法計(jì)算出離子液體的最大吸收量吸收飽和時(shí)CompanyLogo解吸實(shí)驗(yàn)過程N(yùn)2離子液體的解吸一般用加熱和減壓的方法，我們采用的是加熱的方法，70℃并通入氮?dú)?，N2作用是將解吸出的二氧化硫帶出吸收瓶。三、結(jié)果與討論不同溫度下離子液體的吸收效果系列醚基功能化離子液體對SO2的吸收效果反復(fù)解吸后吸收效果吸收前后物性變化1.不同溫度下離子液體的吸收效果[C3O1Mim]+[H3CSO3]-[C5O2Mim]+[H3CSO3]-[C7O3Mim]+[H3CSO3]-隨著溫度升高，離子液體的脫硫效果隨之下降。室溫條件下有利于SO2的吸收。2.不同離子液體結(jié)構(gòu)對吸收效果的影響

第一次（mol）第二次（mol）第三次（mol）1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽[C3O1Mim]+[H3CSO3]-[C5O2Mim]+[H3CSO3]-[C7O3Mim]+[H3CSO3]-1.582.6133.093.3881.462.74613.113.4691.822.75673.143.478離子液體對SO2的吸收效果[C7O3Mim]+[H3CSO3]-[C5O2Mim]+[H3CSO3]-[C3O1Mim]+[H3CSO3]->>>1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽此實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明增加醚基鏈長可以提高離子液體的脫硫能力。

3.反復(fù)解吸后吸收效果吸收后的醚基離子液體，在70℃用N2進(jìn)行解吸2~3h；再將解吸后的離子液體重復(fù)進(jìn)行吸收-解吸過程。實(shí)驗(yàn)證明：解吸后吸收效果基本不變，可反復(fù)利用5次以上。[C3O1Mim]+[H3CSO3]-[C5O2Mim]+[H3CSO3]-[C7O3Mim]+[H3CSO3]-4.吸收前后物性變化吸收前離子液體密度與溫度的關(guān)系吸收前離子液體粘度與溫度的關(guān)系離子液體的粘度與密度隨溫度的升高而下降吸收前后物性變化25℃下，離子液體吸收SO2飽和后，密度變小，粘度變小。25℃離子液體吸收前后密度變化1#ILS2#ILS3#ILS吸收前1.23491.21281.1949吸收后1.34931.16700.983825℃離子液體吸收前后粘度變化1#ILS2#ILS3#ILS吸收前466.3479.2491.1吸收后17.519.622.1吸收前后顏色變化離子液體吸收飽和后，顏色由淺變深。脫硫前脫硫后四、結(jié)論實(shí)驗(yàn)證明：隨著離子液體中咪唑陽離子1位N上醚基鏈長度的增加，可以提高離子液體的脫