铁基离子液体联合脱除烟气中SO2和NO的实验研究

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燃煤排放大量SO2和NO气体,导致酸雨等各种环境问题。离子液体由于其独特的性质,被认为是一种有潜力的绿色环保吸收剂。为筛选出一种吸收性能力强,能高效联合脱除SO2和NO的吸收剂,本文通过实验筛选出最佳比例的铁基离子液体和环丁砜混合吸收剂,研究了温度、气体浓度对铁基离子液体和环丁砜混合吸收剂吸收SO2和NO的影响。并通过红外测试,对离子液体吸收SO2和NO的机理进行了分析。主要内容如下:
  首先,使用离子液体[Bmim][NO3]、[P66614][Tetz]和[Bmim]2FeCl4吸收烟气浓度下的SO2和NO,发现铁基离子液体[Bmim]2FeCl4在吸收SO2或NO时,均展现出较高的脱除率。随后将铁基离子液体[Bmim]2FeCl4与环丁砜混合配置成不同比例的混合吸收剂,发现30wt%的[Bmim]2FeCl4/环丁砜混合吸收剂吸收能力最强,与纯离子液体[Bmim]2FeCl4相比,其NO脱除率提高了28%。在吸收的前1小时内,其瞬时脱除率与纯离子液体相比有了极大的提升。并且其热稳定性高,粘度仅有纯离子液体的1/56。
  随后探究了温度、气体浓度等因素对30wt%的[Bmim]2FeCl4/环丁砜混合吸收剂捕集烟气中SO2或NO的影响。对于烟气中SO2的吸收,随温度的升高,SO2的平均脱除率先少量增大,再迅速降低;氧气的存在会抑制SO2的吸收;随SO2浓度的增加,SO2的平均脱除率随之降低。五次循环吸收实验后,混合吸收剂仍能保持78%的吸收能力。对于烟气中NO的吸收,随温度的增加,NO的平均脱除率逐渐降低;氧气会明显提高NO的平均脱除率,但氧气浓度的变化对其脱除率影响不大;当NO的浓度增加时,NO的平均脱除率也随之增加。吸收剂循环吸收NO五次后,混合吸收剂仍能保持80.1%的吸收能力。
  最后,当混合吸收剂联合脱除烟气中SO2和NO时,随温度的增加,SO2的平均脱除率先增加后减小,而NO的平均脱除率逐渐降低。SO2的存在能极大增强吸收剂对NO的吸收能力,但NO的存在对吸收剂吸收SO2基本没有影响。吸收剂循环吸收低浓度SO2和NO六次后,仍能对NO保持较高的脱除率,脱除率为第一次吸收的80%,SO2的脱除率虽有明显的下降,但也能到达第一次吸收效果的64.1%。分析混合吸收剂吸收SO2和NO的红外光谱,发现30wt%的铁基离子液体[Bmim]2FeCl4/环丁砜混合吸收剂吸收SO2为纯物理吸收过程,吸收NO主要为化学吸收过程。
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