可循环胺类吸收剂用于烟气脱硫脱碳的研究

• 作 者: 徐学基
• 出 处: 青岛科技大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 可循环胺 烟气 脱硫 脱碳 动力学

燃煤排放的烟气中含有的大量SO₂和CO₂,给自然带来了严重的危害。如能把烟气中的硫、碳回收,不但可以节约资源,更重要的是能够减少SO₂和CO₂对生态的危害。有机胺法具有脱硫脱碳效率高、再生能耗低、吸收剂可循环使用且无二次污染等优点,现已被广泛应用于烟气净化处理领域。由于结构的原因,并不是每一种有机胺吸收剂都适合烟气的净化,本研究旨在寻找净化烟气效率高,再生能耗低,能够多次循环使用的、优良的胺类脱硫脱碳吸收剂。在水相中,将DETA、TETA、EDTP、TEMED、TEDA分别与H3PO4等摩尔反应,制得5种胺类吸收剂用于脱除烟气中的SO₂。结果表明,EDTP/H3PO4对SO₂具有良好的吸收和解吸性能,在最佳条件下,对SO₂有效吸收容量为0.342mol·L-1;脱硫率大于98%;可循环使用34次以上;解吸率均大于90%;富液和贫液pH值呈现稳定、规律性变化。此外,EDTP/H3PO4可选择性吸收CO₂和SO₂混合气中的SO₂、抑制富液中SO32-和HSO3-的氧化、同时在吸收SO₂前后对金属的腐蚀性不满足GB 6944-2005危险类别4.2项要求。采用初始速率法对EDTP/H3PO4吸收SO₂动力学进行研究。结果表明,EDTP/H3PO4吸收SO₂为1级反应,只与SO₂体积分数有关;反应速率常数的对数与温度的倒数不满足线性关系,在293.15³23.15K温度范围内EDTP/H3PO4吸收SO₂的速率受温度影响小。在水相中,将DETA、TETA、EDTP、TEMED、TEDA分别与H3BO3等摩尔反应,制得5种胺类吸收剂用于脱除烟气中的CO₂。结果表明,TETA/H3BO3对CO₂具有良好的吸收和解吸性能,在最佳条件下,对CO₂吸收容量为0.920 mol·L-1;可循环使用34次以上;初次解吸率大于72%,其余解吸率均大于90%;富液pH为8.85±0.05,贫液pH为10.40±0.05。采用初始速率法对TETA/H3BO3吸收CO₂进行动力学研究。结果表明,TETA/H3BO3浓度、CO₂体积分数对应的反应级数分别是0.35级和0.86级;确定了TETA/H3BO3对CO₂的速率方程rAC=1.32exp（-4740）[cT]0.35[ψA]0.86,反应活化能为4.74 kJ·mol-1。