低共熔溶剂制备及其用于吸收一氧化氮的性能研究

发布时间：2020-11-08 22:20

　　 煤炭在我国能源结构中占有很大的比例,煤炭燃烧产生的烟气中含有大量的氮氧化物,它作为大气污染的主要有害物质之一,对人类健康以及生存环境造成了极大的威胁,容易造成酸雨和光化学污染等环境问题。烟气氮氧化物中占比例最大的就是一氧化氮,因此将一氧化氮设定为本课题的主要研究对象。目前,国内外存在许多处理一氧化氮的技术,但受到经济以及环保等问题的约束。低共熔溶剂由于其特殊的物理化学性质,有望应用于脱除一氧化氮的工业中。本课题设计并制备两种类别的低共熔溶剂:1,3-二甲基硫脲型的低共熔溶剂和四氮唑型的低共熔溶剂。对两种类别的低共熔溶剂进行红外谱图和核磁谱图的表征;研究其热稳定性;构建吸收和解吸系统,并且测试了不同低共熔溶剂吸收一氧化氮的能力、解吸效果以及重复使用性;运用Gaussian模拟计算对低共熔溶剂吸收一氧化氮的机理进行研究。通过实验研究发现,两种类别的低共熔溶剂都有良好的吸收效果。常压下,30℃时,1,3-二甲基硫脲/四丁基氯化膦低共熔溶剂最大的吸收量可以达到4.25mol/mol,并且经过5次循环吸收解吸实验,仍然有良好的吸收能力。四氮唑/四丁基氯化膦低共熔溶剂,常压下,30℃时,最大的吸收量可以达到2.1 mol/mol的吸收量,并且随着吸收量的增加,粘度下降。吸收前后吸收液的粘度从40.22cp下降到3.15cp。通过分析两种低共熔溶剂吸收前、吸收后的核磁氢谱图和红外谱图,并利用Gaussian模拟计算,解释了两种类别的低共熔溶剂吸收一氧化氮的机理。测试了低共熔溶剂对二氧化碳的选择性,根据实验结果、核磁谱图和红外谱图判断,本课题制备的低共熔溶剂具有很高的NO/CO_2选择性。低共熔溶剂具有吸收效果好,循环性能好,成本低,制备方法简单,无污染等特点,这将对今后氮氧化合物处理技术产生积极的作用。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ413;X703
【部分图文】：

第 1 章 绪论 NH3参与到反应中，最终会有硫酸氢铵和硫酸铵的形成沉积物，沉积在催化剂的表面造成催化剂失活。虽然，为生，把选择性催化还原反应的温度提高到 300℃以上，但形成的少量沉淀物仍会或多或少影响催化剂的活性和稳定应的脱硝效率和催化剂的寿命，此外形成的沉淀物还会堵CR 技术设备的投资费用以及运行成本高，也是这一技术贵，催化剂易中毒失活，NH3易泄露，对设备造成腐蚀技术的因素。

吸收饱和后在真空加热的条件下，全部解吸吸收的二氧化硫，并且经过多次的重复试验，仍保持良好的二氧化硫吸收效果。他们利用红外谱图和核磁氢谱图进行吸收机理分析，提出了一个合理的吸收机理，反应机理示意图如图 1-2 所示。

从图中可以看出不同的载体对于分离模拟烟气中一氧化氮的效果存在差，结果表明离子液体在三种载体上都有很好的分离效果，在 10 min 后，出口的一氧化氮浓度趋于平缓，说明离子液体吸收达到饱和。
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本文编号：2875436