離子交換法再生二元有機(jī)胺脫硫劑的研究.pdf

1、本文采用離子交換法脫除有機(jī)二胺脫硫劑中的硫酸鹽,分別通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地研究了不同因素對(duì)硫酸鹽去除率的影響,并從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面對(duì)離子交換的傳質(zhì)與反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行分析和討論,同時(shí)對(duì)樹脂的脫附再生和循環(huán)使用性能進(jìn)行研究,旨在為離子交換技術(shù)在胺液凈化再生中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　 通過(guò)對(duì)樹脂交換容量的比較,選取大孔強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂D296作為吸附材料。靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)表明:D296對(duì)乙二胺模擬吸收劑和PA-A吸收劑中SO42-

2、的吸附平衡時(shí)間分別為120min和180min,303K下的飽和吸附量分別為180mg／g和200mg／g；樹脂對(duì)SO42-的吸附量隨溫度的升高而增加,升溫有利于吸附交換反應(yīng)的進(jìn)行。分別應(yīng)用Langmuir模型、Freundlich模型、Langmuir-Freundfich等溫吸附模型對(duì)平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。結(jié)果表明,在乙二胺體系中,Langmuir模型能較好地描述D296樹脂對(duì)硫酸根的吸附行為,顆粒內(nèi)擴(kuò)散為主要的速率控制步驟；而在PA—

3、A體系中,Langmuir-Freundlich模型能較好地反映吸附交換過(guò)程,液膜擴(kuò)散為吸附速率的主要控制步驟。吸附熱力學(xué)參數(shù)表明:硫酸根離子在D296樹脂上的吸附是自發(fā)(△G<0)、吸熱(△H>0)、熵增(△S>0)的過(guò)程。
　　 采用單因素實(shí)驗(yàn)法,考察了3種樹脂對(duì)PA-A吸收劑水溶液中SO42-的動(dòng)態(tài)吸附-解吸性能,優(yōu)化了動(dòng)態(tài)吸附和再生的工藝。結(jié)果表明,D296樹脂具有良好的吸附選擇性和較高的吸附容量；當(dāng)流速為8.08BV／

4、h、高徑比為5.64、初始SO42-濃度為96.94g／L時(shí),D296對(duì)SO42-動(dòng)態(tài)飽和吸附量可達(dá)430.06mg／g(干樹脂)；采用4％NaOH溶液作為洗脫劑,在4.04BV／h的流速下對(duì)吸附飽和的樹脂進(jìn)行洗脫,再生率可達(dá)95％左右；經(jīng)過(guò)10次重復(fù)吸附一解吸使用后,D296樹脂對(duì)SO42-的吸附量?jī)H下降了6％,具有較好的重復(fù)使用性能。紅外光譜表明,吸附SO42-前后樹脂的功能基團(tuán)季胺基中的OH-與SO42-發(fā)生了離子交換反應(yīng)。