功能化低共熔溶剂用于SO2捕集的实验研究

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:c492665189
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
中国是化石燃料消耗大国,化石燃料燃烧时产生的SO2是形成酸雨和雾霾的主要原因之一,严重危害到人类生存的环境。工业上广泛使用石膏/石浆法脱除SO2,具有吸收速率快和捕集效率高的优点,但产生大量固废硫酸钙。低共熔溶剂(DES)是由氢键供体(HBD)和氢键受体(HBA)组成的离子液体类似物,具有离子液体的诸多优异性质,同时价格低廉、原料易得等,为SO2捕集提供了新方法,如何提高吸收能力是DES作为SO2吸收剂的关键所在。因此本文着重构建多种功能化的DES并用于SO2吸收研究,再结合波谱手段分析其吸收机制。本文以愈创木酚(GC)和季铵盐[氯化胆碱(CC)、氯化乙酰胆碱(ACC)、二乙胺盐酸盐(DH)]配对制备了三种DES。对其物性及303.15333.15 K、01.2 bar下SO2的溶解度进行测定,通过模型关联实验数据,获得了亨利常数Hm及标准吉布斯自由能ΔdisG、溶解焓ΔdisH和溶解熵ΔdisS。研究结果表明:GC-CC(3:1)对SO2的吸收效果最好,且具有最高的SO2/CO2选择性;溶解焓为负值说明吸收过程为放热反应。为了提高低压下SO2的捕集能力,本文引入咪唑和三氮唑作为功能化HBD,与氯化乙酰胆碱配对并构建了系列功能化唑类DES。测定了其物性数据并用于SO2捕集研究。结果表明:唑类DES粘度低,热稳定性好;ACC-Im(1:2)在313.15K、0.1bar和3300 ppm的SO2浓度下吸收容量分别为0.381 g SO2/g DES和0.116g SO2/g DES;唑类HBA是高效吸收SO2的功能化组分,波谱分析表明对SO2起主要作用的是唑类环上的N原子;咪唑的碱性强于三氮唑,从而咪唑类DES比三氮唑类DES捕集SO2效果更好;ACC-Im(1:2)中SO2/CO2选择性达到198.38;唑类DES具有良好的循环利用性能。在此基础上,本文试图采用价格更低廉的氯化胆碱(CC)来代替氯化乙酰胆碱(ACC)制备CC-Im类DES,但其在室温下呈现固态,因此加入环境友好的PEG200、乙二醇(EG)和甘油(Gly)作为复配溶剂,制备得到一系列的三元功能化DES,用于SO2的捕集中。结果表明复配溶剂对三元功能DES的重量吸收容量影响明显,在1%SO2、313.15K时,CC-EG-Im(1:2:3),CC-Gly-Im(1:2:3)和CC-PEG200-Im(1:2:3)的吸收量分别为0.294 g SO2/g DES,0.258 g SO2/g DES和0.157 g SO2/g DES。随Im比例的增加,DES的吸收容量增大,SO2/CO2选择性增加。最后,本文综合考量粘度、吸收量和SO2/CO2选择性后,采用ACC-Im(1:2)作为烟气脱硫吸收剂进行ASPEN模拟单塔吸收SO2的过程。结果表明:ACC-Im(1:2)在进料温度为20℃,吸收剂用量为42 m3·h-1时,可将常压、80℃、6248 m3·h-1的湿烟气,从初始SO2浓度4000 ppm降至35 ppm,相应的去除率达到98.6%。
其他文献
沼气工程是处理农业废弃物和生物质资源十分有效的工程技术,因低耗、清洁、可持续等特点在国内外得到大规模推广。铜藻是用于近海生态修复和环境污染治理的大型藻类生物质,但
建筑节能越来越受到广泛的关注,如何降低建筑能耗是亟需解决的现实问题,在建筑设计的初期进行建筑能耗模拟是一种普遍应用且有效的技术手段。目前,全球气候变化迅速,导致以往
镁是作物正常生长发育所必需的营养元素,镁元素的缺乏会严重影响蔬菜的产量和品质。西南地区高温多雨、土壤酸化程度高等区域特征导致土壤镁素淋洗损失严重,且由于菜田氮磷钾
"一带一路"倡议下,中国利用地缘人文优势,持续深化互利共赢的开放战略,企业"走出去"到东盟投资的增长势头强劲,但也面临着政策变动、人文差异、营商环境、汇兑限制、劳工雇佣
随着云计算、内存计算时代的来临,应用程序对多核架构服务器的性能要求越来越高,也为服务器的高扩展性提出了挑战。因此,NUMA架构凭借良好的可扩展性以及本地访存低延迟的优
肿瘤热疗是在不影响正常细胞的情况下,将肿瘤细胞加热至医学意义上的凋亡温度的一种治疗方法。微波热疗机便是通过微波加热完成这一过程的核心仪器。热疗需要对温度进行精准
箔条作为无源干扰的重要组成部分,并且在历史上是使用时间最长的干扰物之一,在防空、反导等领域有着广泛的应用。现如今箔条干扰被应用到太空中执行特殊任务。但在太空中发射
镁合金在汽车、通讯电子和航空航天工业等领域需求日益增长。镁合金因其密排六方结构,室温下塑性变形和塑性加工性能差,镁合金的广泛应用被限制。细化晶粒是一种既可改善塑性
微动疲劳是由于试样在承受外界交变载荷或交变应力而导致构件变形的现象,多存在于机械构件、航空航天动力装置、火车轮轨等紧密配合部件当中,被人们称为“工业癌症”。而钛及
离子液体具有良好的物理和化学性质,无腐蚀、不易挥发、可与制冷剂互溶,能够克服传统吸收式系统结晶、腐蚀、精馏降效等缺点,具有极大的应用研究价值。本文通过实验测量和数