乙醇胺乳酸盐吸收SO2过程中的物理化学性质及其吸收模拟烟气中SO2的研究

摘要

SO2是一种大气污染物，它不仅会造成酸雨等环境问题，而且也给人们的身体健康带来危害，与此同时，SO2又是一种重要的化工原料。SO2主要来自于化石燃料的燃烧和金属的冶炼，因此，捕集和回收这些工业过程所排放烟气中的SO2，对人类的生存与社会的发展有着十分重要的意义。研究发现，一种新型吸收剂:离子液体(Ionic liquid)，在SO2的吸收方面有着良好的效果和独特的性质。然而，目前针对离子液体脱硫的研究，主要是在试管中进行的基础实验，几乎没有放大研究。针对这一问题，本文考察了离子液体作为吸收剂在放大装置中吸收SO2的行为以及性能，旨在为离子液体型吸收剂在工业化应用方面提供数据支持和理论基础。本文研究了以下几方面的内容并得到了相应的结果:
　　1、测定了乙醇胺乳酸盐与水二元混合体系的黏度、密度等物理性质。并以此计算了该二元混合体系的黏度偏差（Δη）、超额摩尔体积(VE)。由此解释了离子液体和水之间存在着强大的作用力。除此之外，二元混体系的黏度、密度与温度和组成的关系通过Jouyban-Acree模型进行了同时关联。
　　2、测定了水的质量分数为30％、50％、70％的[MEA]L溶液对低浓度SO2的饱和吸收量，并测量了吸收前后[MEA]L溶液的黏度及密度的变化。结果表明，随着含水量的增加，[MEA]L对SO2的饱和吸收量增加;吸收后溶液的密度、黏度，相比于吸收前都稍稍变大了，说明吸收后的溶液分子间的作用力较吸收前有所增强。
　　3、建立了一套放大脱硫装置，利用该装置研究了乙醇胺乳酸盐([MEA]L)水溶液在不同条件下吸收SO2的性能，包括:吸收剂中水含量的不同，吸收剂的用量情况，烟气中SO2浓度的大小，烟气中的CO2，以及吸收剂被氧化的情况等对吸收效果的影响。结果表明，[MEA]L水溶液对SO2的脱除率随着含水量的增加而增加，随着气液比的下降而增加，烟气中的CO2对[MEA]L吸收SO2没有影响，[MEA]L选择性吸收SO2;向吸收剂中加入硫代硫酸钠，起到了很好的氧化抑制作用，与此同时并不影响对SO2的吸收效果。
　　4、以[MEA]L水溶液为吸收剂，在放大连续化装置中进行吸收-解吸循环脱硫的过程。结果表明，[MEA]L水溶液作为吸收剂，可以有效的吸收低浓度的SO2，而且通过蒸气气提，达到再生的目的，并可以进行循环使用，可实现吸收-解吸循环脱硫的过程。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 文献综述

前言

1．1 烟气脱硫技术现状

1．1．1 钙法脱硫技术

1．1．2 钠法脱硫技术

1．1．3 镁法脱硫技术

1．1．4 氨法脱硫技术

1．1．5 海水法脱硫技术

1．1．6 其它烟气脱硫技术

1．2 离子液体及其应用

1．2．1 离子液体用于有机合成的研究

1．2．2 离子液体用于萃取的研究

1．2．3 离子液体用于电化学的研究

1．3 离子液体用于脱除烟气中SO2研究

1．3．1 胍类离子液体吸收二氧化硫的研究

1．3．2 咪唑类离子液体吸收二氧化硫的研究

1．3．3 季膦类离子液体吸收二氧化硫的研究

1．3．4 季胺类离子液体吸收二氧化硫的研究

1．3．5 醇胺类离子液体吸收二氧化硫的研究

1．3．6 其它离子液体吸收二氧化硫的研究

1．4 本课题的提出及研究内容

第二章 乙醇胺乳酸盐与水二元体系物性的测定与关联

2．1 引言

2．2 实验试剂和仪器

2．3 实验内容

2．3．1 离子液体的合成与表征

2．3．2 二元体系的制备

2．3．3 黏度和密度的测定

2．4 结果与讨论

2．4．1 离子液体的表征

2．4．2 实验方法的验证

2．4．3 二元混合体系的黏度

2．4．4 二元混合体系的密度

2．4．5 二元混合体系的超额摩尔体积

2．4．6 二元混合体系的黏度偏差

2．4．7 Jouyban-Acree模型关联实验数据

2．5 小结

第三章 乙醇胺乳酸盐水溶液吸收SO2过程中物理化学性质变化的研究

3．1 引言

3．2 实验试剂和仪器

3．3 实验内容

3．3．1 离子液体的合成及吸收剂的配制

3．3．2 实验操作

3．3．3 实验分析方法

3．4 结果与讨论

3．4．1 不同含水量[MEA]L溶液吸收低浓度SO2的研究

3．4．2 乙醇胺乳酸盐水溶液吸收SO2前后黏度变化的测定

3．4．3 乙醇胺乳酸盐水溶液吸收SO2前后密度变化的测定

3．5 小结

第四章 乙醇胺乳酸盐在填料塔中吸收模拟烟气中SO2的研究

4．1 引言

4．2 实验试剂和仪器

4．3 实验内容

4．3．1 乙醇胺乳酸盐吸收剂的制备

4．3．2 实验操作

4．3．3 分析及测试方法

4．4 结果与讨论

4．4．1 吸收剂中水含量对吸收的影响

4．4．2 吸收剂用量(气液比)对吸收的影响

4．4．3 烟气中SO2浓度对吸收的影响

4．4．4 烟气中CO2对吸收的影响

4．4．5 吸收过程中的氧化作用的影响

4．4．6 再生对吸收的影响

4．5 小结

第五章 结论

参考文献

致谢

研究成果情况

作者和导师简介