離子液體改進醇胺工藝捕集二氧化碳的應用研究.pdf

1、燃煤電廠的煙道氣是CO2排放的主要來源，目前工業(yè)上應用最廣泛的捕集CO2的方法是醇胺法。但此方法有一定的缺陷:乙醇胺易揮發(fā)，每噸CO2需消耗吸收劑為0.2～1.6kg;溶液的使用濃度不能超過20％，循環(huán)次數(shù)較多，泵的能量消耗大;醇胺溶液中水的存在會與CO2反應生成碳酸，腐蝕不銹鋼設(shè)備等。離子液體具有不揮發(fā)、熱穩(wěn)定性好、安全環(huán)保等優(yōu)點，是一種新型的綠色吸收劑。本文選擇乙醇胺/離子液體混合體系吸收CO2，將傳統(tǒng)的醇胺工藝與離子液體技術(shù)相結(jié)合

2、，利用離子液體的不揮發(fā)性充當溶劑，同時兼顧乙醇胺良好的吸收性，探索吸收性能良好、不易揮發(fā)、吸收速率快且再生性能好的吸收劑。
　　本文合成了咪唑類和胺基功能型兩類共八種離子液體:[BMIM][BF4]、[BMIM][PF6]、[EMIM][BF4]、[EMIM][PF6];乙二胺甲酸鹽[EDA][FA]、乙二胺乙酸鹽[EDA][AC]、二乙烯三胺甲酸鹽[DETA][FA]、二乙烯三胺乙酸鹽[DETA][AC]。并將它們分別與乙醇胺(

3、MEA)混合配制成不同濃度的復配溶液，考察壓力、溫度、陽離子側(cè)鏈長度和陰離子類型對吸收效果的影響。
　　實驗結(jié)果表明:對于咪唑類離子液體，50％ ILs+50％MEA(體積濃度)的吸收效果最好，且復配溶液吸收次序[BMIM][BF4]-MEA＞[EMIM][BF4]-MEA＞[BMIM][PF6]-MEA＞[EMIM][PF6]-MEA;對于胺基功能型離子液體，40％ILs+60％MEA（質(zhì)量濃度）的吸收容量最高，在0.1Mpa下

4、，復配溶液比醇胺水溶液效果提高了27.4％。并且進一步考察了離子液體的種類對復配溶液吸收能力的影響，次序為[DETA][FA]-MEA＞[DETA][AC]-MEA＞[EDA][FA]-MEA＞[EDA][AC]-MEA，均要高于乙醇胺水溶液。通過測定發(fā)現(xiàn)[BMIM][BF4]-MEA復配溶液的吸收速率要比乙醇胺水溶液大，這是因為復配溶液反應時生成了不溶性沉淀物，促進了正反應的進行。溫度對反應體系會產(chǎn)生兩方面的影響:溫度越高，反應速率常