哌嗪類有機胺濕法脫硫作為一種新型的脫硫技術,因其具有脫硫率高、解吸能耗低、脫硫液能循環(huán)使用、不易產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點而被廣泛使用。本文研究了哌嗪（PZ）、1-（2-羥乙基）哌嗪（HEP）、N,N′-雙（2-羥乙基）哌嗪（BHEP）、1-（2-羥乙基）-4-（2-羥丙基）哌嗪（HEHPP）、N,N’-二（2-羥丙基）哌嗪（HPP）五種胺的發(fā)泡和脫硫性能,建立了HEHPP-HEP/H₂SO₄-H₂O-SO₂相平衡系統(tǒng)中SO₂的溶解度模型。首先,研究了五種純哌嗪類胺水溶液的發(fā)泡和脫硫性能,并討論了溫度和胺濃對發(fā)泡高度和消泡時間的影響。實驗結果表明,PZ的發(fā)泡高度和消泡時間遠大于其他有機胺,HPP的發(fā)泡高度最低,HEP的消泡時間最短;溫度升高,胺液的發(fā)泡高度增加、消泡時間減少;增大有機胺水溶液的濃度,胺液的發(fā)泡高度和消泡時間均增加;五種胺中PZ的吸收容量最高、HPP最低,而HPP的解吸率最大、PZ最小。其次,研究了HEHPP-HEP混胺水溶液的發(fā)泡和脫硫性能。結果表明,隨著混胺中HEP含... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

中國各行業(yè)SO2排放量占比Fig1.1ProportionofSO2emissionsinvariousindustriesinChinaSO19952370[8]2000

跡?砑蛹廖?�、�?拖?菁戀母春嫌謝?貳?該復合胺凝固點低，消泡性好，主次吸收劑性能互補，助吸收劑將化學和物理吸收相結合，使脫硫綜合性能大幅提高。由于純HPP為固體，在吸收解吸溶液中易結晶，容易堵塞管路和再沸器等，給工業(yè)應用中帶來不利。因此實驗室利用HEP與PO制得了1-(2-羥乙基)-4-(2-羥丙基)哌嗪（HEHPP）[31]，純HEHPP在常溫下為液體，解決了HPP溶液易結晶的問題，且該新型吸收劑具有低熔點、無溶劑、低揮發(fā)等優(yōu)點。哌嗪及幾種哌嗪衍生物有機胺的分子結構圖如下。（PZ）（HEP）（BHEP）（HEHPP）（HPP）圖1.3哌嗪類有機胺的分子結構圖Fig1.3Molecularstructureofpiperazineorganicamines哌嗪類有機胺胺基上的支鏈結構和個數(shù)會影響其溶解度、密度、揮發(fā)性等理化性質，同時也會影響其脫硫性能，但有關哌嗪類有機胺的分子結構如何影響胺液的發(fā)泡和脫硫性能尚未有人做出系統(tǒng)的研究。本文擬選擇PZ、HEP、BHEP、HEHPP、HPP五種哌嗪類有機胺為脫硫劑，研究它們的發(fā)泡和脫硫性能與其分子結構的關系，為新型有機胺的開發(fā)提供理論基矗1.3.有機胺發(fā)泡性能的研究概況泡沫是彼此相互被液膜隔開的聚集物。氣液接觸時，當氣體在溶液中溶解度達到飽和，就會在溶液中溢出而形成氣泡，該過程為氣泡的成核作用。隨著溶解氣體繼續(xù)增加，氣泡不斷膨脹、合并，泡沫不斷增長。泡沫增長過程中，氣泡表面積增大、泡壁厚度減小，氣泡開始破裂，當氣泡增長速度和破裂速度平衡時，泡沫達到穩(wěn)定。胺法脫硫是氣相和液相在吸收塔內混合接觸并進行傳質的過程，因此在吸收、解吸塔內都存在胺液發(fā)泡和攔液的現(xiàn)象，脫硫劑形成的霧沫會被氣流帶走，造成胺液損失[32]。嚴重時還會造成吸收塔液泛、塔壓波動、塔板效率下降、分離效果變差。因此，人們對醇胺的發(fā)泡?

跡?砑蛹廖?�、�?拖?菁戀母春嫌謝?貳?該復合胺凝固點低，消泡性好，主次吸收劑性能互補，助吸收劑將化學和物理吸收相結合，使脫硫綜合性能大幅提高。由于純HPP為固體，在吸收解吸溶液中易結晶，容易堵塞管路和再沸器等，給工業(yè)應用中帶來不利。因此實驗室利用HEP與PO制得了1-(2-羥乙基)-4-(2-羥丙基)哌嗪（HEHPP）[31]，純HEHPP在常溫下為液體，解決了HPP溶液易結晶的問題，且該新型吸收劑具有低熔點、無溶劑、低揮發(fā)等優(yōu)點。哌嗪及幾種哌嗪衍生物有機胺的分子結構圖如下。（PZ）（HEP）（BHEP）（HEHPP）（HPP）圖1.3哌嗪類有機胺的分子結構圖Fig1.3Molecularstructureofpiperazineorganicamines哌嗪類有機胺胺基上的支鏈結構和個數(shù)會影響其溶解度、密度、揮發(fā)性等理化性質，同時也會影響其脫硫性能，但有關哌嗪類有機胺的分子結構如何影響胺液的發(fā)泡和脫硫性能尚未有人做出系統(tǒng)的研究。本文擬選擇PZ、HEP、BHEP、HEHPP、HPP五種哌嗪類有機胺為脫硫劑，研究它們的發(fā)泡和脫硫性能與其分子結構的關系，為新型有機胺的開發(fā)提供理論基矗1.3.有機胺發(fā)泡性能的研究概況泡沫是彼此相互被液膜隔開的聚集物。氣液接觸時，當氣體在溶液中溶解度達到飽和，就會在溶液中溢出而形成氣泡，該過程為氣泡的成核作用。隨著溶解氣體繼續(xù)增加，氣泡不斷膨脹、合并，泡沫不斷增長。泡沫增長過程中，氣泡表面積增大、泡壁厚度減小，氣泡開始破裂，當氣泡增長速度和破裂速度平衡時，泡沫達到穩(wěn)定。胺法脫硫是氣相和液相在吸收塔內混合接觸并進行傳質的過程，因此在吸收、解吸塔內都存在胺液發(fā)泡和攔液的現(xiàn)象，脫硫劑形成的霧沫會被氣流帶走，造成胺液損失[32]。嚴重時還會造成吸收塔液泛、塔壓波動、塔板效率下降、分離效果變差。因此，人們對醇胺的發(fā)泡?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]哌嗪類有機胺脫除二氧化硫性能及機理探討[J]. 孫志豪,郭子東,陳俊,陸星洲,魏鳳玉.  化工進展. 2019(S1)
[2]濕法煙氣脫硫技術的現(xiàn)狀與進展[J]. 杜家芝,曹順安.  應用化工. 2019(06)
[3]LNG脫碳胺液發(fā)泡原因分析及對策[J]. 王晨.  中國石油和化工標準與質量. 2019(02)
[4]工業(yè)污染源二氧化硫排放監(jiān)測技術進展[J]. 程夢婷,李凌波.  當代化工. 2017(10)
[5]我國二氧化硫排放現(xiàn)狀分析[J]. 賈鋒平,王剛.  寧波節(jié)能. 2017 (05)
[6]空間位阻胺1,3-二（二乙胺基）-2-丙醇的合成及脫硫性能評價[J]. 楊波,諸林,楊超越,唐詩.  現(xiàn)代化工. 2017(03)
[7]高濃度SO2在N,N’-二（2-羥丙基）哌嗪硫酸鹽水溶液中的溶解度模型[J]. 王遠輝,王博文,魏鳳玉.  化學工程. 2016(06)
[8]有機雜質對N,N′-二（2-羥丙基）哌嗪脫硫性能的影響[J]. 魏鳳玉,薛攀,王遠輝,時文.  合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2016(05)
[9]可再生型有機胺脫除SO2的實驗研究[J]. 徐宏建,金吉釗,孫雅萍,王美霞,潘衛(wèi)國.  動力工程學報. 2016(03)
[10]N-（2-羥乙基）哌嗪/硫酸溶液吸收SO2的性能研究[J]. 秦毅紅,彭亞光,陳鋒,張麗.  環(huán)境保護科學. 2015(02)

博士論文
[1]適用于天然氣選擇性脫硫的空間位阻胺合成及性能評價[D]. 楊超越.西南石油大學 2016

碩士論文
[1]復合有機胺體系吸收/解吸SO2性能的研究[D]. 陳曉紅.合肥工業(yè)大學 2017
[2]SO2在HPP硫酸鹽水溶液中的溶解度及其模型的研究[D]. 王遠輝.合肥工業(yè)大學 2016
[3]1-（2-羥乙基）-4-（2-羥基）哌嗪的制備與性能研究[D]. 潘飛.合肥工業(yè)大學 2015
[4]胺液在線凈化復活技術在石油化工企業(yè)中的應用[D]. 劉林.東北石油大學 2013
[5]有機二胺吸收SO2的傳質及其動力學研究[D]. 何園.合肥工業(yè)大學 2013
[6]石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的運行優(yōu)化及其對鍋爐的影響[D]. 邊小君.浙江大學 2006
[7]醋酸—水體系分離中相關相平衡研究[D]. 李若紅.天津大學 2006



本文編號：3548282