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离子液体作为一种新型绿色溶剂和催化剂备受关注,近年来,将其应用于大气污染控制受到国内外学者关注。针对日益突出的SO2污染问题,制备出季铵盐类己内酰胺[CPL]-四丁基溴化铵[TBAB]离子液体,探讨了其物理性质,采用此离子液体和离子液体乙醇溶液作为SO2吸收剂,通过小试和模拟烟气吸收研究了其对二氧化硫的吸收性能。
采用一步合成法制备出了不同摩尔比的己内酰胺[CPL]-四丁基溴化铵[TBAB]离子液体;探索其性质得出随着n[CPL]与n[TBAB]反应比例的增大,其熔点也随之增高,密度随之减小,粘度随之增大;当n[CPL]:n[TBAB]=2:1时制备的离子液体熔点最低,密度较小。并且2:1的己内酰胺-四丁基溴化铵离子液体的吸收效果最好,吸收二氧化硫的溶解度为67.16 g。因此,选用该离子液体作为吸收剂,在6次吸收-解吸循环实验中,150 min内循环使用后溶解度稳定在67 g左右,表明己内酰胺-四丁基溴化铵离子液体可反复循环使用。同时分别对二氧化碳和氮气进行吸收对比试验,得出己内酰胺-四丁基溴化铵离子液体对CO2和N2吸收很少,溶解度分别为1.9 g和0.6 g,说明了己内酰胺-四丁基溴化铵离子液体对二氧化硫有更好的吸收效果。
为了增加离子液体在填料塔中的流动性,降低运行成本,将己内酰胺-四丁基溴化铵离子液体与乙醇溶液按体积比1.5:1常温搅拌混合均匀后得到的离子液体乙醇溶液作为SO2吸收液分别用填料塔和筛板塔进行脱硫实验表明:筛板塔吸收效率随着进气浓度的增加而减小,随着进液流量的增加而增高,随着SO2进气温度的升高而降低。在离子液体的流量为60 L·h-1,SO2的流量为0.2 L·min-1、进气温度为30℃时,吸收效率最大可达47.6%。填料塔吸收效率随着进气浓度的增加而减小,随着进气温度的升高而下降,随着液体流量的增加而降低。在离子液体的进液流量为50 L·h-1,SO2的流量为0.2 L·min-1时,吸收效率最大可达98.2%。填料塔吸收效率远高于筛板塔。