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钢铁工业是能源消耗量大、温室气体排放量高的行业。高炉生产过程中产生的高炉煤气具有发生量大、可燃成分少和热值低的特点,其中CO2含量占20%左右。本工作即以高炉煤气为背景开展的CO2捕捉的相关基础实验研究,以达到提高高炉煤气的热值,减少温室气体排放量,降低CO2气体在后续工艺中耗能循环的目的。首先根据酸碱中和原理,采用冰水浴法开展多胺类离子液体的合成研究。选取乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺4种有机物提供阳离子,甲酸、乙酸、丙酸和乳酸4种有机酸提供阴离子,通过酸碱中和反应,制备出了12种多胺类离子液体。合成反应的条件为:反应物酸和碱各取2mol,冰水浴中搅拌3小时,产物通过60℃减压蒸馏纯化。并对离子液体的黏度、结构等进行了表征,计算了离子液体的沸点和对水的相对挥发度。在此基础上,根据胺基功能化离子液体吸收CO2的特点,开展了以合成的多胺类离子液体作为捕捉剂对CO2气体进行捕集和分离的实验研究。实验采用高纯CO2气体,气体流量为0.3L/min,吸收温度为25℃。上述12种离子液体捕捉剂均配置成50%的水溶液。通过比较CO2脱除率(简称脱碳率)和吸收量,筛选出最佳捕捉剂。结果表明,四乙烯五胺甲酸盐离子液体脱除CO2(简称脱碳)效果最佳,该离子液体对CO2的最大吸收量为1.3molCO2/mol捕捉剂。因此,实验选取四乙烯五胺甲酸盐离子液体作为最优捕捉剂。以四乙烯五胺甲酸盐离子液体作为捕捉剂进行脱碳实验研究,确定脱碳最佳实验条件。实验研究了反应温度、水作为溶剂稀释离子液体对脱碳的影响。结果表明,低温、水作为溶剂稀释离子液体有利于CO2的脱除,室温条件下比较有利于CO2气体的脱除。随着反应温度的升高,吸收量有下降的趋势。对吸收饱和的四乙烯五胺甲酸盐离子液体进行了解吸实验,结果表明,实验的解吸条件为解吸温度60℃,真空度-0.06—-0.08MPa,解吸时间8小时。实验表明,通过4次吸收—解吸循环,四乙烯五胺甲酸盐离子液体解吸率均能达到88%以上,该离子液体可作为循环使用的捕捉剂。