本文關(guān)鍵詞：功能化離子液體吸收二氧化硫的研究

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【摘要】：化石燃料燃燒及能源轉(zhuǎn)化過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體及有害氣體,其中SO2大多來(lái)自燃煤及石油煉制尾氣。SO2氣體的直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。煙氣及煉廠尾氣的傳統(tǒng)脫硫方法主要包括石灰石/石膏法和氨吸收法等,但傳統(tǒng)吸收方法也存在著吸收劑再利用困難、吸收劑易揮發(fā)等諸多缺點(diǎn)。人們一直試圖研究和利用新型吸收劑以解決以上問(wèn)題。離子液體因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)越來(lái)越受到人們的青睞,并逐漸應(yīng)用在吸收SO2領(lǐng)域。因此本文系統(tǒng)研究了功能化離子液體對(duì)煙氣中SO2氣體的吸收問(wèn)題。本文首先使用單一醇胺離子液體對(duì)模擬煉廠氣中的SO2進(jìn)行了吸收研究。其中在25℃,0.1 MPa條件下,N,N-二甲基乙醇胺甲酸離子液體對(duì)SO2的吸收效果較理想,1g離子液體可使吸收尾氣中S02含量100 ppm時(shí)間大于300 min,每摩爾離子液體可吸收0.82 mol二氧化硫;其次,本文也研究了咪唑離子液體的SO2吸收過(guò)程。實(shí)驗(yàn)顯示,1-丁基-3-甲基咪唑乙酸離子液體([BMIM]OAc)對(duì)S02的吸收效果較好,能夠持續(xù)吸收含量1200 ppm的二氧化硫氣體455 min,使得尾氣中S02含量低于100 ppm,每摩爾離子液體可吸收0.72 mol二氧化硫。為了進(jìn)一步提高離子液體對(duì)SO2的吸收能力,本文著重研究了不同離子液體的混合物對(duì)于SO2的吸收過(guò)程。實(shí)驗(yàn)表明,混合離子液體對(duì)于S02的吸收能力有明顯的提高作用。N,N-二甲基乙醇胺甲酸與氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]OH)等質(zhì)量混合后的離子液體持續(xù)吸收344 min,尾氣中SO2含量低于100 ppm。此外本文還通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得到混合離子液體較優(yōu)的的吸收條件:當(dāng)以N,N-二甲基乙醇胺為陽(yáng)離子,甲酸為陰離子,與[BMIM]OAc質(zhì)量比為1:1;該混合離子液體需持續(xù)吸收含量1200 ppm的二氧化硫氣體555 min,使得尾氣中SO2含量低于100 ppm。正交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),咪唑離子液體的種類對(duì)混合離子液體吸收SO2影響較大。為了研究離子液體吸收SO2的能量與結(jié)構(gòu)變化,本文進(jìn)行了離子液體-SO2吸收過(guò)程的量子化學(xué)計(jì)算,進(jìn)一步解釋和驗(yàn)證了離子液體吸收SO2的機(jī)理,以及離子液體與SO2的成鍵方式。本文研究了離子液體對(duì)SO2的吸收過(guò)程,結(jié)果表明離子液體的混合比單一離子液體更利于煙氣及煉廠尾氣中SO2的吸收。這種方法離子液體合成簡(jiǎn)單,過(guò)程簡(jiǎn)便,為SO2的吸收提供了一條新的思路,具有廣闊的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X701;O645.1

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本文編號(hào)：1291484