二氧化硫的吸收性能及機理研究-(1)乙二醇+N,N-二甲基甲酰胺體系吸收SO2的研究;(2)四苯基卟啉鎂作為胺固定劑用于SO2回收的研究.pdf

1、我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費國。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,能源尤其是煤炭資源的消耗持續(xù)增長,SO2的排放量也隨之增加,對自然環(huán)境和人類健康產(chǎn)生了巨大的危害。同時我國硫資源非常缺乏,每年需從國外進口大量的硫磺來滿足生產(chǎn)和生活的要求,因此尋找有效的SO2脫除與回收的技術(shù)已迫在眉睫。
　　本課題組對乙二醇(EG)吸收SO2進行了多年的研究,為提高其吸收能力,本文選擇向 EG中添加 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作為 SO2吸收液。實驗

2、測定了不同濃度的EG+DMF混合體系在T=308.15 K, p=122.66 kPa下對低濃度SO2的氣液平衡數(shù)據(jù),結(jié)果表明隨著DMF濃度的增加,該混合體系吸收SO2的能力逐漸增強,并且該吸收過程服從亨利定律。同時本文測定了不同組成的EG+DMF混合體系,在溫度為298.15 K、303.15 K、308.15 K、313.15 K和318.15K下的密度和粘度值,并且根據(jù)密度數(shù)據(jù)計算出了EG+DMF混合體系的超額摩爾體積,結(jié)果表明在

3、實驗條件下,所有組成的超額摩爾體積均為負值,當DMF的摩爾分數(shù)是0.56時,超額摩爾體積出現(xiàn)最低點,表示此組成的混合溶液體積最小。根據(jù)運動粘度數(shù)據(jù),也計算了運動粘度偏差和粘性流體的熱力學參數(shù),包括活化吉布斯自由能ΔG*、活化焓ΔH*和活化熵ΔS*。
　　本文利用紫外-可見光譜(UV-vis)、紅外光譜(FTIR)和核磁共振譜(1H-NMR)對EG+ DMF體系吸收SO2機理進行了研究。結(jié)果表明EG和DMF混合后,DMF的羰基氧與E

4、G的羥基氫形成氫鍵-C=O···H-O-,DMF的羰基氧與SO2分子中具有空軌道的硫原子發(fā)生弱的相互作用。
　　同時,由于有機胺法吸收SO2的缺點是極易造成胺揮發(fā),本文提出用MgTPP作為胺固定劑運用于SO2的回收中。胺首先與MgTPP形成配合物將胺固定下來,吸收SO2后,SO2將取代MgTPP與胺發(fā)生配位作用,生成游離MgTPP,當SO2被解吸后,游離的胺再與 MgTPP形成配合物,從而降低胺的揮發(fā)。通過熒光滴定法對 MgTPP