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摘 要

本文选择哌嗪类有机胺作为脱硫剂，通过改变不同的操作条件来研究各种因素对脱硫性能的影响。以空气作为载气比氮气作为载气时二氧化硫的穿透时间较短；原始有机胺样品呈碱性，在吸附饱和后转为酸性，酸性过强会降低再生后的有机胺二次吸收二氧化硫的能力，但会提高再生率；再生后的有机胺存在一定的本底吸收剂无法解析，从而降低循环吸收的效率，再生温度的提高有利于二氧化硫的解吸而且降低本体残留量，为得到较好的再生效果需要较长的再生时间。

关键词：哌嗪类有机胺；脱二氧化硫；影响因素

Study on the absorption of SO₂ by BNEP ionic liquid

Abstract

Piperazine organic amines were selected as desulfurization agents, and different operating conditions were changed to study the influence of various factors on desulfurization performance. Compared with nitrogen as the carrier gas, the penetration time of sulfur dioxide is shorter than that with nitrogen as the carrier gas; the original organic amine sample is alkaline, and becomes acidic after adsorption saturation. Too much acidity will reduce the regenerated organic amine, the ability of secondary absorption of sulfur dioxide, but the regeneration rate will be improved; the organic amine after regeneration has a certain background absorber that cannot be resolved, thereby reducing the efficiency of circulating absorption. The increase in regeneration temperature is conducive to the desorption of sulfur dioxide and reduces the amount of residual body. In order to obtain a better regeneration effect, a longer regeneration time is required.

.Key word ：Piperazine organic amines ；Sulfur dioxide removal ；Influence factor

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1. 课题研究背景 1

1.2. 脱硫方法 2

1.2.1. 干法脱硫 2

1.2.2. 半干法脱硫 2

1.2.3. 湿法脱硫 3

1.3. 离子液体的制备方法 3

1.3.1. 常规的方法 3

1.3.2. 外场强化法 3

1.3.3. 微反应器法 3

1.4. 离子液体在其它方面的运用 4

1.4.1. 二氧化碳的捕集 4

1.4.2. 电解电镀 4

1.4.3. 处理废水 4

1.4.4. 降解废旧塑料 4

1.5. 不同种类的离子液体的特点 5

1.6. 阴阳离子的特性对离子液体脱硫的影响 5

1.6.1. 阴阳离子的酸碱性对离子液体脱硫的影响 5

1.6.2. 阴阳离子官能化对离子液体脱硫的影响 5

1.7. 有机胺脱硫机理 6

1.8. 不同的哌嗪类有机胺的脱硫性能 7

1.9. 影响哌嗪类有机胺脱硫的因素 7

1.9.1. 酸性组分的影响 7

1.9.2. 有机杂质的影响 8

1.9.3. 其他影响因素 8

1.10. 有机胺脱硫工艺 8

1.10.1. 有机胺脱硫工艺流程 8

1.10.2. 有机胺脱硫工艺优缺点 9

1.11. 国内外有机胺离子液体的研究进展 9

1.11.1. 国内研究进展 9

1.11.2. 国外研究进展 10

第二章 实验部分 11

2.1. 实验试剂 11

2.2. 实验性能评价 12

2.2.1. 实验装置图 12

2.2.2. 实验评价方法 12

2.3. 实验过程 13

2.3.1. 不同工况条件下的吸收实验 13

2.3.2. 有机胺结晶形态及分析 13

2.3.3. 有机胺再生 13

第三章 实验结果与讨论 14

3.1. 研究不同载气条件的影响 14

3.1.1. SO₂穿透曲线 14

3.2. 研究PH值对吸收的影响 15

3.2.1. SO₂穿透曲线 16

3.2.2. SO₂解吸量与时间关系图 17

3.2.3. 滴定结果与分析 17

3.2.4. PH值测定结果 18

3.3. 研究有机胺的再生 18

3.3.1. 实验条件 18

3.3.2. 吸收穿透曲线 18

3.3.3. 再生实验 19

3.3.4. 有机胺本底SO₂残留量 20

第四章 实验结论与展望 21

4.1. 结论 21

4.2. 展望 21

参考文献 22

致谢 24

文献综述

课题研究背景

煤炭作为我们国家主要能源，占生产和消耗的比例巨大。经济的发展促进了煤炭的消费。但消耗煤炭产生的二氧化硫也不断增加。来自工厂废气中的SO₂气体对环境造成了巨大影响，大量排放二氧化硫会产生酸雨。酸雨对地面建筑，森林的伤害巨大。同时酸雨也能在沉积下渗入土壤污染水源从而造成更为持久的污染。酸雨使土壤的肥力下降，酸性物质腐蚀植物根系杀死植物，导致粮食的大面积减产。酸雨已严重影响了人们的生产生活，以及我国的经济发展。近年来环境治理的力度不断加大，对烟气排放时二氧化硫的标准不断提高，为满足环境的排放标准，需要对烟气中的SO₂等酸性气体进行处理。

传统的脱硫方法存在选择性低，脱硫效果差，吸收剂无法再生以及会造成二次污染的问题。目前常用的有机胺溶液脱硫技术可以有效的改善以上不足。有机胺溶液是一种离子液体，具有很好的吸收效果和研究前景。

离子液体是一种在常温下成液态的离子化合物。离子键是极强的化学键，没有方向性和饱和性，阴阳离子的存在，键能使他们靠近从而占据更少的空间，所以在常温下离子化合物通常是固体。如果将阴阳离子做的很大，制造结构的不对称性，限制其在空间上形成有效的紧密堆积，离子键的作用也会减弱，从而使离子化合物的熔点降低，在常温下成液态。离子液体中阴离子数目和阳离子数目相等，其整体上成电中性，是一种绿色的溶剂。离子液体蒸汽压很小几乎不挥发，而且熔点低，热稳定性好，具有很高的比热容，但其粘度大的特点在应用时不利。由于这些特点，离子液体被广泛应用于气体分离，电化学以及多相催化等领域，具有很好的发展前景。十年间，离子液体（ILs）已经有大量用于吸收各类气体的研究，查阅文献可知，其中离子液体（ILs）捕获CO₂气体的研究已有一个比较完整的体系，而对于离子液体（ILs）捕获SO₂这个课题来说，前者具有重大的参考意义。但从成本角度看，比较常见运用广泛的咪唑类离子液体（ILs）成本较高，不适合量化应用，由此我们想找寻更易于制备、成本低，适合大规模工业生产的离子液体（ILs）。

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