旋轉(zhuǎn)填充床強化離子液體脫硫研究.pdf

1、離子液體作為一種無污染、熱穩(wěn)定性良好、可再生的綠色溶劑引起了各界學(xué)者的關(guān)注，它可用于材料制備、生物催化、酸性氣體的吸收等領(lǐng)域。離子液體作為酸性氣體的吸收劑，具有無污染、穩(wěn)定性優(yōu)良、解吸后可回收再利用等特點，符合當今社會廣為流行的綠色化學(xué)原則。然而由于離子液體的粘度較高，導(dǎo)致了其在常規(guī)反應(yīng)器中氣液傳質(zhì)效率較低，制約了它的進一步發(fā)展。
　　旋轉(zhuǎn)填充床(工業(yè)俗稱超重力機，英文Rotating packed bed，簡稱RPB)是一種優(yōu)秀

2、的強化氣液傳遞的化工裝備。本文配制了三種不同體系的己內(nèi)酰胺四丁基溴化銨離子液體吸收液，將旋轉(zhuǎn)填充床應(yīng)用于離子液體脫除氣體中二氧化硫，探究操作條件對旋轉(zhuǎn)填充床中離子液體體系脫硫效率的影響規(guī)律，并研究其解吸再循環(huán)利用效果。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)采用直接合成法合成了[CPL][TBAB]離子液體，并對其結(jié)構(gòu)進行了核磁共振光譜表征，證明了實驗合成的[CPL][TBAB]離子液體純度較高。配制了不同濃度的離子液體/水吸收液，考察了吸

3、收液濃度、超重力水平、氣體流量、液體流量、溫度等因素對SO2脫除率的影響規(guī)律，并對吸收液進行解吸再循環(huán)吸收的研究。實驗結(jié)果表明，隨著超重力水平和液體流量的增加，SO2的脫除效率隨之增大;隨著吸收溫度的升高和氣體流量的增加，SO2的脫除效率降低。脫硫后的離子液體通過解吸之后可循環(huán)再利用，且多次吸收和解吸后的離子液體/水吸收液對SO2的脫除效率并無明顯下降趨勢。
　　(2)為解決離子液體/水吸收液體系再生時能耗較大的問題，選用離子液體

4、/乙二醇(EG)吸收液體系，開展旋轉(zhuǎn)填充床離子液體/乙二醇吸收液的脫硫性能研究，考察了超重力水平、氣體流量、液體流量、溫度等因素對SO2脫除率的影響規(guī)律。實驗結(jié)果表明，操作參數(shù)的影響規(guī)律與離子液體/水吸收液體系類似。在高溫低壓的情況下，離子液體/乙二醇的吸收液體系解吸時間短于離子液體/水體系（約短30分鐘），即再生能耗降低，該體系的吸收液在第一次解吸后脫硫率有下降，之后的多次解吸循環(huán)吸收，脫硫率無明顯下降。
　　(3)在進一步優(yōu)化

5、的基礎(chǔ)上，研究了旋轉(zhuǎn)填充床離子液體/聚乙二醇(PEG)吸收液體系的脫硫性能。實驗結(jié)果表明，聚乙二醇分子量對脫硫效率有比較顯著的影響。綜合考慮，選用離子液體/PEG-400作為后續(xù)脫硫?qū)嶒灥奈找?。在超重力水平?78，SO2濃度為1000ppm、氣體流量為200L/h、液體流量為5L/h、吸收液濃度為0.5mol/L的條件下，離子液體/聚乙二醇體系的最大脫硫率為96.5％，優(yōu)于同樣情況下離子液體/水和離子液體/乙二醇吸收液的脫硫率。實驗