離子交換法再生二元有機胺脫硫劑的研究.pdf

1、本文采用離子交換法脫除有機二胺脫硫劑中的硫酸鹽,分別通過靜態(tài)和動態(tài)實驗系統(tǒng)地研究了不同因素對硫酸鹽去除率的影響,并從熱力學(xué)和動力學(xué)方面對離子交換的傳質(zhì)與反應(yīng)的機理進行分析和討論,同時對樹脂的脫附再生和循環(huán)使用性能進行研究,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)。
　　 通過對樹脂交換容量的比較,選取大孔強堿性陰離子交換樹脂D296作為吸附材料。靜態(tài)吸附實驗表明:D296對乙二胺模擬吸收劑和PA-A吸收劑中SO42-

2、的吸附平衡時間分別為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)的進行。分別應(yīng)用Langmuir模型、Freundlich模型、Langmuir-Freundfich等溫吸附模型對平衡數(shù)據(jù)進行擬合。結(jié)果表明,在乙二胺體系中,Langmuir模型能較好地描述D296樹脂對硫酸根的吸附行為,顆粒內(nèi)擴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程,液膜擴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)的過程。
　　 采用單因素實驗法,考察了3種樹脂對PA-A吸收劑水溶液中SO42-的動態(tài)吸附-解吸性能,優(yōu)化了動態(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；當流速為8.08BV／

4、h、高徑比為5.64、初始SO42-濃度為96.94g／L時,D296對SO42-動態(tài)飽和吸附量可達430.06mg／g(干樹脂)；采用4％NaOH溶液作為洗脫劑,在4.04BV／h的流速下對吸附飽和的樹脂進行洗脫,再生率可達95％左右；經(jīng)過10次重復(fù)吸附一解吸使用后,D296樹脂對SO42-的吸附量僅下降了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季胺基中的OH-與SO42-發(fā)生了離子交換反應(yīng)。