鐵基離子液體-水-乙醇三元體系煙道氣脫硫性能研究.pdf

1、二氧化硫幾乎存在于所有工礦企業(yè)中,對人體及其動植物、建筑物和整個生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。因此,二氧化硫在排放到大氣中之前應(yīng)該進(jìn)行脫硫處理,以降低對環(huán)境的污染。煙氣脫硫技術(shù)較多,其中濕法煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用最廣泛,金屬離子液相催化氧化法是其中一種,其優(yōu)點是脫硫效率高,反應(yīng)速度快。但缺點是反應(yīng)在水相中進(jìn)行,脫硫后的脫硫產(chǎn)物與催化劑溶于一相,產(chǎn)物分離難,且副產(chǎn)品價值低,同時,還必須不間斷的添加催化劑,催化劑損耗大,因此探索一種新的濕法煙氣脫硫工藝具

2、有重要的意義。
　　 本文以合成的鐵基離子液體為催化劑,構(gòu)建了鐵基離子液體-水-乙醇的三元脫硫體系進(jìn)行了煙氣脫硫?qū)嶒?。?-丁基-3-甲基氯代咪唑[Bmim]Cl和FeCl3·6H2O(摩爾比為1:2)為原料合成了鐵基離子液體。該離子液體通過紅外光譜表征表現(xiàn)為疏水性,其化學(xué)組成通過元素分析得到為[Bmim]Fe0.9Cl4.7。拉曼光譜顯示該鐵基離子液體中鐵離子以FeCl4-形式存在。對三元體系的紅外表征表明水和乙醇對鐵基離子液

3、體的結(jié)構(gòu)沒有影響。
　　 以鐵基離子液體-水-乙醇的三元體系作為脫硫液進(jìn)行了煙氣脫硫工藝研究,考察了氣體流量、二氧化硫濃度、脫硫液pH、反應(yīng)溫度和水含量對脫硫效率的影響以及氧氣的作用,并且對脫硫后的鐵基離子液體進(jìn)行了紅外表征,結(jié)果顯示鐵基離子液體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化,而且對鐵基離子液體脫除煙氣中二氧化硫動力學(xué)做了初步研究。工藝實驗得出的結(jié)論是:氣體流量、二氧化硫濃度、和脫硫液pH和含水量是對脫硫率影響最為顯著的因素,最適的反應(yīng)溫度為

4、40-50℃,最佳氣體流量是150mL/min,脫硫液pH應(yīng)該控制在2.0左右,脫硫液比例為1:1.5:3(含水量27.2％)時脫硫效果最好。動力學(xué)研究表明,反應(yīng)對Fe3+為-0.5級,濃度增大對反應(yīng)起到抑制作用;對Fe2+為-0.5級,對反應(yīng)起抑制作用;反應(yīng)活化能為63.26kJ/mol;適宜pH為2.0左右。
　　 脫硫反應(yīng)后,對脫硫液進(jìn)行加熱使乙醇完全揮發(fā)后,形成鐵基離子液體相與水相分層狀態(tài),脫硫產(chǎn)物溶解于水相中,通過分液