哌嗪类复合有机胺水溶液对SO 2 的脱除及其吸收相平衡
发布时间：2021-12-23 10:06
哌嗪类有机胺湿法脱硫作为一种新型的脱硫技术,因其具有脱硫率高、解吸能耗低、脱硫液能循环使用、不易产生二次污染等优点而被广泛使用。本文研究了哌嗪（PZ）、1-（2-羟乙基）哌嗪（HEP）、N,N′-双（2-羟乙基）哌嗪（BHEP）、1-（2-羟乙基）-4-（2-羟丙基）哌嗪（HEHPP）、N,N’-二（2-羟丙基）哌嗪（HPP）五种胺的发泡和脱硫性能,建立了HEHPP-HEP/H2SO4-H2O-SO2相平衡系统中SO2的溶解度模型。首先,研究了五种纯哌嗪类胺水溶液的发泡和脱硫性能,并讨论了温度和胺浓对发泡高度和消泡时间的影响。实验结果表明,PZ的发泡高度和消泡时间远大于其他有机胺,HPP的发泡高度最低,HEP的消泡时间最短;温度升高,胺液的发泡高度增加、消泡时间减少;增大有机胺水溶液的浓度,胺液的发泡高度和消泡时间均增加;五种胺中PZ的吸收容量最高、HPP最低,而HPP的解吸率最大、PZ最小。其次,研究了HEHPP-HEP混胺水溶液的发泡和脱硫性能。结果表明,随着混胺中HEP含...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国各行业SO2排放量占比Fig1.1ProportionofSO2emissionsinvariousindustriesinChinaSO19952370[8]2000
迹?砑蛹廖?帷⑺?拖?菁恋母春嫌谢?贰?该复合胺凝固点低，消泡性好，主次吸收剂性能互补，助吸收剂将化学和物理吸收相结合，使脱硫综合性能大幅提高。由于纯HPP为固体，在吸收解吸溶液中易结晶，容易堵塞管路和再沸器等，给工业应用中带来不利。因此实验室利用HEP与PO制得了1-(2-羟乙基)-4-(2-羟丙基)哌嗪（HEHPP）[31]，纯HEHPP在常温下为液体，解决了HPP溶液易结晶的问题，且该新型吸收剂具有低熔点、无溶剂、低挥发等优点。哌嗪及几种哌嗪衍生物有机胺的分子结构图如下。（PZ）（HEP）（BHEP）（HEHPP）（HPP）图1.3哌嗪类有机胺的分子结构图Fig1.3Molecularstructureofpiperazineorganicamines哌嗪类有机胺胺基上的支链结构和个数会影响其溶解度、密度、挥发性等理化性质，同时也会影响其脱硫性能，但有关哌嗪类有机胺的分子结构如何影响胺液的发泡和脱硫性能尚未有人做出系统的研究。本文拟选择PZ、HEP、BHEP、HEHPP、HPP五种哌嗪类有机胺为脱硫剂，研究它们的发泡和脱硫性能与其分子结构的关系，为新型有机胺的开发提供理论基矗1.3.有机胺发泡性能的研究概况泡沫是彼此相互被液膜隔开的聚集物。气液接触时，当气体在溶液中溶解度达到饱和，就会在溶液中溢出而形成气泡，该过程为气泡的成核作用。随着溶解气体继续增加，气泡不断膨胀、合并，泡沫不断增长。泡沫增长过程中，气泡表面积增大、泡壁厚度减小，气泡开始破裂，当气泡增长速度和破裂速度平衡时，泡沫达到稳定。胺法脱硫是气相和液相在吸收塔内混合接触并进行传质的过程，因此在吸收、解吸塔内都存在胺液发泡和拦液的现象，脱硫剂形成的雾沫会被气流带走，造成胺液损失[32]。严重时还会造成吸收塔液泛、塔压波动、塔板效率下降、分离效果变差。因此，人们对醇胺的发泡?
迹?砑蛹廖?帷⑺?拖?菁恋母春嫌谢?贰?该复合胺凝固点低，消泡性好，主次吸收剂性能互补，助吸收剂将化学和物理吸收相结合，使脱硫综合性能大幅提高。由于纯HPP为固体，在吸收解吸溶液中易结晶，容易堵塞管路和再沸器等，给工业应用中带来不利。因此实验室利用HEP与PO制得了1-(2-羟乙基)-4-(2-羟丙基)哌嗪（HEHPP）[31]，纯HEHPP在常温下为液体，解决了HPP溶液易结晶的问题，且该新型吸收剂具有低熔点、无溶剂、低挥发等优点。哌嗪及几种哌嗪衍生物有机胺的分子结构图如下。（PZ）（HEP）（BHEP）（HEHPP）（HPP）图1.3哌嗪类有机胺的分子结构图Fig1.3Molecularstructureofpiperazineorganicamines哌嗪类有机胺胺基上的支链结构和个数会影响其溶解度、密度、挥发性等理化性质，同时也会影响其脱硫性能，但有关哌嗪类有机胺的分子结构如何影响胺液的发泡和脱硫性能尚未有人做出系统的研究。本文拟选择PZ、HEP、BHEP、HEHPP、HPP五种哌嗪类有机胺为脱硫剂，研究它们的发泡和脱硫性能与其分子结构的关系，为新型有机胺的开发提供理论基矗1.3.有机胺发泡性能的研究概况泡沫是彼此相互被液膜隔开的聚集物。气液接触时，当气体在溶液中溶解度达到饱和，就会在溶液中溢出而形成气泡，该过程为气泡的成核作用。随着溶解气体继续增加，气泡不断膨胀、合并，泡沫不断增长。泡沫增长过程中，气泡表面积增大、泡壁厚度减小，气泡开始破裂，当气泡增长速度和破裂速度平衡时，泡沫达到稳定。胺法脱硫是气相和液相在吸收塔内混合接触并进行传质的过程，因此在吸收、解吸塔内都存在胺液发泡和拦液的现象，脱硫剂形成的雾沫会被气流带走，造成胺液损失[32]。严重时还会造成吸收塔液泛、塔压波动、塔板效率下降、分离效果变差。因此，人们对醇胺的发泡?
【参考文献】：
期刊论文
[1]哌嗪类有机胺脱除二氧化硫性能及机理探讨[J]. 孙志豪,郭子东,陈俊,陆星洲,魏凤玉. 化工进展. 2019(S1)
[2]湿法烟气脱硫技术的现状与进展[J]. 杜家芝,曹顺安. 应用化工. 2019(06)
[3]LNG脱碳胺液发泡原因分析及对策[J]. 王晨. 中国石油和化工标准与质量. 2019(02)
[4]工业污染源二氧化硫排放监测技术进展[J]. 程梦婷,李凌波. 当代化工. 2017(10)
[5]我国二氧化硫排放现状分析[J]. 贾锋平,王刚. 宁波节能. 2017 (05)
[6]空间位阻胺1,3-二（二乙胺基）-2-丙醇的合成及脱硫性能评价[J]. 杨波,诸林,杨超越,唐诗. 现代化工. 2017(03)
[7]高浓度SO2在N,N’-二（2-羟丙基）哌嗪硫酸盐水溶液中的溶解度模型[J]. 王远辉,王博文,魏凤玉. 化学工程. 2016(06)
[8]有机杂质对N,N′-二（2-羟丙基）哌嗪脱硫性能的影响[J]. 魏凤玉,薛攀,王远辉,时文. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(05)
[9]可再生型有机胺脱除SO2的实验研究[J]. 徐宏建,金吉钊,孙雅萍,王美霞,潘卫国. 动力工程学报. 2016(03)
[10]N-（2-羟乙基）哌嗪/硫酸溶液吸收SO2的性能研究[J]. 秦毅红,彭亚光,陈锋,张丽. 环境保护科学. 2015(02)
博士论文
[1]适用于天然气选择性脱硫的空间位阻胺合成及性能评价[D]. 杨超越.西南石油大学 2016
硕士论文
[1]复合有机胺体系吸收/解吸SO2性能的研究[D]. 陈晓红.合肥工业大学 2017
[2]SO2在HPP硫酸盐水溶液中的溶解度及其模型的研究[D]. 王远辉.合肥工业大学 2016
[3]1-（2-羟乙基）-4-（2-羟基）哌嗪的制备与性能研究[D]. 潘飞.合肥工业大学 2015
[4]胺液在线净化复活技术在石油化工企业中的应用[D]. 刘林.东北石油大学 2013
[5]有机二胺吸收SO2的传质及其动力学研究[D]. 何园.合肥工业大学 2013
[6]石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统的运行优化及其对锅炉的影响[D]. 边小君.浙江大学 2006
[7]醋酸—水体系分离中相关相平衡研究[D]. 李若红.天津大学 2006
本文编号：3548282
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国各行业SO2排放量占比Fig1.1ProportionofSO2emissionsinvariousindustriesinChinaSO19952370[8]2000
迹?砑蛹廖?帷⑺?拖?菁恋母春嫌谢?贰?该复合胺凝固点低，消泡性好，主次吸收剂性能互补，助吸收剂将化学和物理吸收相结合，使脱硫综合性能大幅提高。由于纯HPP为固体，在吸收解吸溶液中易结晶，容易堵塞管路和再沸器等，给工业应用中带来不利。因此实验室利用HEP与PO制得了1-(2-羟乙基)-4-(2-羟丙基)哌嗪（HEHPP）[31]，纯HEHPP在常温下为液体，解决了HPP溶液易结晶的问题，且该新型吸收剂具有低熔点、无溶剂、低挥发等优点。哌嗪及几种哌嗪衍生物有机胺的分子结构图如下。（PZ）（HEP）（BHEP）（HEHPP）（HPP）图1.3哌嗪类有机胺的分子结构图Fig1.3Molecularstructureofpiperazineorganicamines哌嗪类有机胺胺基上的支链结构和个数会影响其溶解度、密度、挥发性等理化性质，同时也会影响其脱硫性能，但有关哌嗪类有机胺的分子结构如何影响胺液的发泡和脱硫性能尚未有人做出系统的研究。本文拟选择PZ、HEP、BHEP、HEHPP、HPP五种哌嗪类有机胺为脱硫剂，研究它们的发泡和脱硫性能与其分子结构的关系，为新型有机胺的开发提供理论基矗1.3.有机胺发泡性能的研究概况泡沫是彼此相互被液膜隔开的聚集物。气液接触时，当气体在溶液中溶解度达到饱和，就会在溶液中溢出而形成气泡，该过程为气泡的成核作用。随着溶解气体继续增加，气泡不断膨胀、合并，泡沫不断增长。泡沫增长过程中，气泡表面积增大、泡壁厚度减小，气泡开始破裂，当气泡增长速度和破裂速度平衡时，泡沫达到稳定。胺法脱硫是气相和液相在吸收塔内混合接触并进行传质的过程，因此在吸收、解吸塔内都存在胺液发泡和拦液的现象，脱硫剂形成的雾沫会被气流带走，造成胺液损失[32]。严重时还会造成吸收塔液泛、塔压波动、塔板效率下降、分离效果变差。因此，人们对醇胺的发泡?
迹?砑蛹廖?帷⑺?拖?菁恋母春嫌谢?贰?该复合胺凝固点低，消泡性好，主次吸收剂性能互补，助吸收剂将化学和物理吸收相结合，使脱硫综合性能大幅提高。由于纯HPP为固体，在吸收解吸溶液中易结晶，容易堵塞管路和再沸器等，给工业应用中带来不利。因此实验室利用HEP与PO制得了1-(2-羟乙基)-4-(2-羟丙基)哌嗪（HEHPP）[31]，纯HEHPP在常温下为液体，解决了HPP溶液易结晶的问题，且该新型吸收剂具有低熔点、无溶剂、低挥发等优点。哌嗪及几种哌嗪衍生物有机胺的分子结构图如下。（PZ）（HEP）（BHEP）（HEHPP）（HPP）图1.3哌嗪类有机胺的分子结构图Fig1.3Molecularstructureofpiperazineorganicamines哌嗪类有机胺胺基上的支链结构和个数会影响其溶解度、密度、挥发性等理化性质，同时也会影响其脱硫性能，但有关哌嗪类有机胺的分子结构如何影响胺液的发泡和脱硫性能尚未有人做出系统的研究。本文拟选择PZ、HEP、BHEP、HEHPP、HPP五种哌嗪类有机胺为脱硫剂，研究它们的发泡和脱硫性能与其分子结构的关系，为新型有机胺的开发提供理论基矗1.3.有机胺发泡性能的研究概况泡沫是彼此相互被液膜隔开的聚集物。气液接触时，当气体在溶液中溶解度达到饱和，就会在溶液中溢出而形成气泡，该过程为气泡的成核作用。随着溶解气体继续增加，气泡不断膨胀、合并，泡沫不断增长。泡沫增长过程中，气泡表面积增大、泡壁厚度减小，气泡开始破裂，当气泡增长速度和破裂速度平衡时，泡沫达到稳定。胺法脱硫是气相和液相在吸收塔内混合接触并进行传质的过程，因此在吸收、解吸塔内都存在胺液发泡和拦液的现象，脱硫剂形成的雾沫会被气流带走，造成胺液损失[32]。严重时还会造成吸收塔液泛、塔压波动、塔板效率下降、分离效果变差。因此，人们对醇胺的发泡?
【参考文献】：
期刊论文
[1]哌嗪类有机胺脱除二氧化硫性能及机理探讨[J]. 孙志豪,郭子东,陈俊,陆星洲,魏凤玉. 化工进展. 2019(S1)
[2]湿法烟气脱硫技术的现状与进展[J]. 杜家芝,曹顺安. 应用化工. 2019(06)
[3]LNG脱碳胺液发泡原因分析及对策[J]. 王晨. 中国石油和化工标准与质量. 2019(02)
[4]工业污染源二氧化硫排放监测技术进展[J]. 程梦婷,李凌波. 当代化工. 2017(10)
[5]我国二氧化硫排放现状分析[J]. 贾锋平,王刚. 宁波节能. 2017 (05)
[6]空间位阻胺1,3-二（二乙胺基）-2-丙醇的合成及脱硫性能评价[J]. 杨波,诸林,杨超越,唐诗. 现代化工. 2017(03)
[7]高浓度SO2在N,N’-二（2-羟丙基）哌嗪硫酸盐水溶液中的溶解度模型[J]. 王远辉,王博文,魏凤玉. 化学工程. 2016(06)
[8]有机杂质对N,N′-二（2-羟丙基）哌嗪脱硫性能的影响[J]. 魏凤玉,薛攀,王远辉,时文. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(05)
[9]可再生型有机胺脱除SO2的实验研究[J]. 徐宏建,金吉钊,孙雅萍,王美霞,潘卫国. 动力工程学报. 2016(03)
[10]N-（2-羟乙基）哌嗪/硫酸溶液吸收SO2的性能研究[J]. 秦毅红,彭亚光,陈锋,张丽. 环境保护科学. 2015(02)
博士论文
[1]适用于天然气选择性脱硫的空间位阻胺合成及性能评价[D]. 杨超越.西南石油大学 2016
硕士论文
[1]复合有机胺体系吸收/解吸SO2性能的研究[D]. 陈晓红.合肥工业大学 2017
[2]SO2在HPP硫酸盐水溶液中的溶解度及其模型的研究[D]. 王远辉.合肥工业大学 2016
[3]1-（2-羟乙基）-4-（2-羟基）哌嗪的制备与性能研究[D]. 潘飞.合肥工业大学 2015
[4]胺液在线净化复活技术在石油化工企业中的应用[D]. 刘林.东北石油大学 2013
[5]有机二胺吸收SO2的传质及其动力学研究[D]. 何园.合肥工业大学 2013
[6]石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统的运行优化及其对锅炉的影响[D]. 边小君.浙江大学 2006
[7]醋酸—水体系分离中相关相平衡研究[D]. 李若红.天津大学 2006
本文编号：3548282
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