基于克勞斯反應(yīng)的煙氣脫硫功能化離子液體再生的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-28 20:26
SO2作為燃煤煙氣產(chǎn)生的主要污染物之一,危害著人體健康和環(huán)境安全。另一方面,我國(guó)硫資源短缺,而SO2是制備硫磺和硫酸的重要原料,直接排放也造成了資源浪費(fèi)。離子液體(ILs)是一種由陰陽(yáng)離子組成的室溫熔融鹽,在氣體吸收領(lǐng)域具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。然而常規(guī)離子液體僅能通過(guò)物理作用吸收較高濃度的SO2,對(duì)于煙氣中含量較低的SO2(如0.2 vol%),含有一些特殊基團(tuán)的功能化離子液體能夠通過(guò)化學(xué)作用對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效的捕集。由于這種作用力較強(qiáng),吸收焓較高,解吸通常需要高溫水蒸氣汽提的方式。高溫解吸不僅能耗較高,影響吸收劑的穩(wěn)定性,還面臨著解吸獲得的SO2和水蒸氣混合氣體難分離的問(wèn)題。因此,本文旨在尋找一種煙氣脫硫功能化離子液體的再生方法,以達(dá)到再生效率高、能耗低、產(chǎn)物易分離的目標(biāo)。由此,通過(guò)借鑒液相克勞斯反應(yīng),本文向吸收SO2后的功能化離子液體中通入H2S,使功能化離子液體得到溫和再生的同時(shí),SO2轉(zhuǎn)化為硫磺得到資源化利用。具體研究了克勞斯反應(yīng)對(duì)功能化離子液體與乙二醇或水作為溶劑的兩個(gè)體系的再生過(guò)程,考察了影響再生轉(zhuǎn)化率的因素,并總結(jié)出克勞斯反應(yīng)在兩種體系中不同的機(jī)理。主要工作及結(jié)論如下:(1)合成了三種...
【文章來(lái)源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-3?S02吸收裝置示意圖:1,含2%?S02模擬煙氣鋼瓶;2,減壓閥;3,流量計(jì);4,裝有吸??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鎂法脫硫工藝在350MW機(jī)組超低排放改造的實(shí)踐[J]. 朱林忠,門義正,匡真平,田波,于超俊,葉飛. 電力科技與環(huán)保. 2019(05)
[2]工廠燃煤煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)展[J]. 苑賀楠,何廣湘,孔令通,韓培威,劉偉軍,馬磊. 工業(yè)催化. 2019(09)
[3]煙道氣氨法脫硫液對(duì)Q235碳鋼腐蝕研究[J]. 付志浩,徐佳歡,汪丹,謝剛,盧皓,連洲洋,周永璋,魏無(wú)際. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2019(05)
[4]基于不同鍋爐類型及鈣法脫硫工藝的燃煤電廠PM2.5排放特征影響研究[J]. 楊建軍,杜利勞,馬啟翔,林啟才,劉趙梅. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]煤化工中氨法脫硫技術(shù)的應(yīng)用探討[J]. 劉飏. 化工管理. 2019(24)
[6]國(guó)內(nèi)硫磺市場(chǎng)現(xiàn)狀分析與展望[J]. 汪金鐘. 石油化工管理干部學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(03)
[7]三種主流煙氣脫硫技術(shù)的探討[J]. 張宗彩,王公安,王洪富,趙影,高進(jìn)華. 氮肥與合成氣. 2019(06)
[8]濕法煙氣脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 杜家芝,曹順安. 應(yīng)用化工. 2019(06)
[9]燃煤鍋爐煙氣污染治理技術(shù)分析[J]. 張殿宇. 中國(guó)資源綜合利用. 2019(05)
[10]燃煤煙氣脫硫技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳歡哲,何海霞,萬(wàn)亞萌,田靜,李濤,任保增. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2019(05)
博士論文
[1]功能化低共熔溶劑的設(shè)計(jì)及用于吸收煙氣中SO2的研究[D]. 張凱.北京化工大學(xué) 2019
[2]離子液體用于煤轉(zhuǎn)化過(guò)程中脫硫、脫碳的研究[D]. 田士東.北京化工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]羧酸根陰離子型功能化離子液體吸收模擬煙氣SO2的研究[D]. 趙俊海.北京化工大學(xué) 2016
[2]再生有機(jī)胺法在冶煉煙氣制酸尾氣治理中的應(yīng)用研究[D]. 郝萌.西安建筑科技大學(xué) 2015
[3]SO2在功能化離子液體中溶解行為及溶解機(jī)理的研究[D]. 金美金.北京化工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3308587
【文章來(lái)源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-3?S02吸收裝置示意圖:1,含2%?S02模擬煙氣鋼瓶;2,減壓閥;3,流量計(jì);4,裝有吸??
?第二章功能化離子液體與乙二醇二元體系中克勞斯反應(yīng)的研宄???JHS^ ̄??2??rlT??1??4??5?|?I??v?y????圖2-3?S02吸收裝置示意圖:1,含2%?S02模擬煙氣鋼瓶;2,減壓閥;3,流量計(jì);4,裝有吸??收劑的試管;5,恒溫水浴鍋??Fig.?2-3?Schematic?diagram?of?the?apparatus?for?ILs?to?absorb?S〇2?from?a?flue?gas?stream:?1,?simulated??flue?gas?cylinder;?2,?pressure?reducing?value;?3,?rotometer;?4,?glass?tube?with?absorbents;?5,?water?bath??2.2.3克勞斯反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法??基于2.2.2節(jié)配制的功能化離子液體與乙二醇二元吸收劑,吸收煙氣中低濃度S02??后,在本章中采用克勞斯反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行再生。即通過(guò)向吸收S02后的功能化離子液體??吸收劑中通入H2S,使S02轉(zhuǎn)化為硫磺,經(jīng)洗滌、過(guò)濾、烘干后計(jì)算克勞斯反應(yīng)轉(zhuǎn)化??率,吸收劑經(jīng)過(guò)干燥再生即可循環(huán)利用。如圖2-4所示為克勞斯反應(yīng)再生離子液體吸??收劑的實(shí)驗(yàn)流程。?????1?——+???計(jì)臟率??I?'?IL+EG+H2O??H2S?1?1?S8(s)???V?—?——??」?】UEG+S〇2?IL+EG+H2〇+Ss(S)加干燥再生??IL+EG?_______?■????IL+EG+HiO?58(|)?IL+E6??圖2-4克勞斯反應(yīng)再生功能
?北京化工大學(xué)碩士研宄生學(xué)位論文???1.0,???0.8?-?"??氣?—*??g?〇_6-?//??i:/^ ̄??〇.〇?L?.?I???I?.?I?.?1???1???0?50?100?150?200?250??Time?/min??圖2-5三種功能化離子液體吸收劑在40°C下對(duì)2%?S02的吸收曲線:■,50%?[MEA]L?+?50%?EG;??,??50%?[TMG]L?+?50%?EG;?▲,50%?[N2222]L?+?50%?EG??Fig.?2-5?S〇2?absorption?capacity?in?different?absorbents?as?a?fbnction?of?time?at?40oC?with?2%?of?S〇2??(v/v)??從圖中可以看出,三種吸收劑對(duì)S02的吸收量:[N2222]L?>?[TMG]L?>?[MEA]L,??這與文獻(xiàn)[@中報(bào)道的相一致。以[TMG]L為例,根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[5\其對(duì)S02的吸收機(jī)??理為:S02與陽(yáng)離子上的-:^112基團(tuán)反應(yīng),而S=0上的0原子可能與胺的H原子形成??分子內(nèi)氫鍵,如圖2-6所示。??「/? ̄|+「?-)?-?「/? ̄|+「?'?一??—N??H?+S02?—N?H-O?〇H??/r ̄NH2?-C-COO?、?n-s-oh?一?c—coo??—N、?H?-?S〇2?—N?H??圖2-6?[TMG]L吸收S〇2的機(jī)理[58]??Fig.?2-6?Proposed?reaction?between?[TMG]L?and?S〇2[58]??通過(guò)對(duì)比文獻(xiàn)[104],[MEA]L、[TMG]
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鎂法脫硫工藝在350MW機(jī)組超低排放改造的實(shí)踐[J]. 朱林忠,門義正,匡真平,田波,于超俊,葉飛. 電力科技與環(huán)保. 2019(05)
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[3]煙道氣氨法脫硫液對(duì)Q235碳鋼腐蝕研究[J]. 付志浩,徐佳歡,汪丹,謝剛,盧皓,連洲洋,周永璋,魏無(wú)際. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2019(05)
[4]基于不同鍋爐類型及鈣法脫硫工藝的燃煤電廠PM2.5排放特征影響研究[J]. 楊建軍,杜利勞,馬啟翔,林啟才,劉趙梅. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]煤化工中氨法脫硫技術(shù)的應(yīng)用探討[J]. 劉飏. 化工管理. 2019(24)
[6]國(guó)內(nèi)硫磺市場(chǎng)現(xiàn)狀分析與展望[J]. 汪金鐘. 石油化工管理干部學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(03)
[7]三種主流煙氣脫硫技術(shù)的探討[J]. 張宗彩,王公安,王洪富,趙影,高進(jìn)華. 氮肥與合成氣. 2019(06)
[8]濕法煙氣脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 杜家芝,曹順安. 應(yīng)用化工. 2019(06)
[9]燃煤鍋爐煙氣污染治理技術(shù)分析[J]. 張殿宇. 中國(guó)資源綜合利用. 2019(05)
[10]燃煤煙氣脫硫技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳歡哲,何海霞,萬(wàn)亞萌,田靜,李濤,任保增. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2019(05)
博士論文
[1]功能化低共熔溶劑的設(shè)計(jì)及用于吸收煙氣中SO2的研究[D]. 張凱.北京化工大學(xué) 2019
[2]離子液體用于煤轉(zhuǎn)化過(guò)程中脫硫、脫碳的研究[D]. 田士東.北京化工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]羧酸根陰離子型功能化離子液體吸收模擬煙氣SO2的研究[D]. 趙俊海.北京化工大學(xué) 2016
[2]再生有機(jī)胺法在冶煉煙氣制酸尾氣治理中的應(yīng)用研究[D]. 郝萌.西安建筑科技大學(xué) 2015
[3]SO2在功能化離子液體中溶解行為及溶解機(jī)理的研究[D]. 金美金.北京化工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3308587
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