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離子液體和醇胺溶液復配脫硫劑吸收H2S及再生性能

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H2S是一種有刺激性氣味的劇毒氣體, 主要來源于天然氣開發、 煤氣化、 石油煉制、 合成氨工業、 污水處理以及造紙等生產過程, 對人類和環境造成極大危害. 同時, 在工業生產和運輸過程中, 也會造成催化劑中毒和管路的嚴重腐蝕[1~3]. 隨著工業發展和環保要求的提高, H2S的含量受到日益嚴格的限制. 因此研究一種高效吸收、 脫除H2S的方法具有十分重要的理論和現實意義. N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液吸收H2S的方法由于其顯著的節能效果, 并具有脫硫效率高、 腐蝕輕、 胺液不易降解等優點而成為氣體脫硫的主體工藝之一[4~7], 但MDEA溶液存在容易發泡的缺點, 這會導致系統處理能力下降、 溶液再生不合格、 霧沫夾帶嚴重使溶液損耗增加及凈化氣質量不達標等一系列問題, 嚴重影響裝置的正常運行. 添加適宜的復配組分, 特別是有增進吸收和消減泡沫雙重功效的復配劑, 是亟待開發的有效措施之一.

近年來, 在酸性氣體的液相吸收領域, 人們在開發新的醇胺水溶液脫硫劑[8~10]的同時, 還對離子液體進行了應用探索. 離子液體(IL)作為環境友好型溶劑, 在吸收H2S等酸性氣體方面引起了廣泛關注[11~14]. 它具有一般脫硫劑無法比擬的優勢: 蒸氣壓極小, 避免了吸收劑因揮發而造成的損失和污染; 功能化離子液體對酸性氣體中的含硫組分具有優異的吸收能力; 其吸收性能可通過選擇適宜的陰陽離子及其取代基而進行設計和調變, 從而滿足實際需要[15~20]. Guo等[21]研究了己內酰胺四丁基溴化銨離子液體對H2S的吸收與空氣氧化, 結果表明H2S在這種功能化離子液體中具有較高的溶解度, 并且溶解度隨著己內酰胺比例的增加而增大, 隨著溫度的升高而急劇降低. Heintz等[22]制備了離子液體混合物TEGO IL K5(椰油烷基二羥乙基甲基氯化季銨鹽乙氧基化物), 并研究了其對H2S和CO2的吸收性能, 結果表明, 較高的H2S溶解性能使得該離子液體更適于對H2S的捕集.

Duan等[23]考察了SO2在己內酰胺四丁基溴化銨離子液體水溶液體系中的溶解度, 發現SO2在該體系中的吸收與解吸是可逆的, 同時也確定了SO2是使離子液體與水兩相分離的關鍵物質. 目前, 有關離子液體與醇胺水溶液復配吸收酸性氣體的研究報道相對較少, 但由于混合體系不僅能夠匯集單一體系的各自優勢, 還有望克服其現有的缺點(如離子液體價格昂貴且對氣體的分散性差而醇胺溶液則容易發泡), 因而具有很大的研發潛力. 目前, 已經開展了關于離子液體與醇胺水溶液混合體系黏度等性質的研究[24], 以及類似混合組分對CO2的吸收性能評價[25], 但在復配體系吸收H2S的實驗或理論工作尚未見報道.

本文基于醇胺溶液與離子液體兼容體系優勢互補的理念, 在有效消減醇胺發泡及大幅度降低離子液體用量的原則下, 考察了5種離子液體([Bmim]HCO3, [TMG]L, [MEA]L, [Bmim]Cl和[Bmim]BF4)與MDEA水溶液復配脫硫劑在不同條件下對H2S的吸收性能、 離子液體的消泡能力以及脫硫劑的再生性能, 并將實驗研究與密度泛函理論計算相結合, 分析了復配體系的脫硫機理, 為后續的應用開發奠定了理論基礎.

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

N-甲基二乙醇胺(MDEA, 純度為99%, 上海國藥集團化學試劑有限公司); 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([Bmim]BF4)、 氯化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)、 1-丁基-3-甲基咪唑碳酸氫鹽([Bmim]HCO3)、 乙醇胺乳酸鹽([MEA]L)和1, 1, 3, 3-四甲基胍乳酸鹽([TMG]L)純度均為99%(上海成捷離子液體有限公司). 高純硫化氫(純度99.99%)、 高純氮氣(純度99.999%)和高純氧氣(純度99.999%)(濟南德洋特種氣體有限公司). 電化學測試用水為高純水, 其它實驗用水均為去離子水.

采用北京七星華創電子有限公司的D08-1D/ZM型(N2)和D08-1F型(H2S)質量流量計控制各氣體流量; 采用武漢天虹儀器儀表集團的TH-990S型H2S分析儀檢測氣體濃度; 溫度采用河南予華儀器有限公司的DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器控制, 無級調速0~2600 r/min; 采用美國TA公司SDT Q600型DSC/TGA同步熱分析儀測定脫硫劑的熱穩定性; 采用美國Thermo Nicolet 公司Avatar370型傅里葉變換紅外光譜儀表征合成的離子液體; 采用濟南瑞清臭氧設備有限公司提供的RQ系列臭氧發生器將高純氧轉化成臭氧對空氣再生后的脫硫劑進行深度氧化; 采用戴安DX-120型離子色譜儀對臭氧深度處理的再生液進行離子檢測及濃度分析, 由于長時間的吸收及再生過程, 不可避免地產生水分蒸發, 使吸收劑的質量和體積均有一定程度的減少, 考慮到從吸收器中轉移溶液的過程中會造成溶質損失, 因此使用去離子水將吸收器洗滌3次定容至100 mL后進行測試.

1.2 實驗過程

將離子液體、 MDEA和水按一定比例混合得到復配脫硫劑, 脫硫劑每次用量為10 mL, H2S氣體流量為100 mL/min, 濃度為2898 mg/m3. 吸收實驗在常壓下進行, 通過水浴控溫, 實驗設定的溫度范圍為室溫到80 ℃. 測定H2S吸收性能的實驗裝置是由氣瓶(H2S和N2)、 質量流量計、 混合器、 吸收裝置、 氣體分析儀以及尾氣處理等部分組成[3], 其中吸收裝置采用U型玻璃管(含有鼓泡砂芯使氣體均勻分散), 內徑為1.0 cm.

1.3 計算方法

在B3LYP/6-31G* 水平上進行幾何構型優化, 計算了H2S分子、 IL和MDEA之間結合后放出的熱量. 所涉及的量子化學計算由Gaussian 03程序和SGI工作站完成[26].

2 結果與討論

2.1 功能化離子液體的FTIR表征

圖1為合成的3種功能化離子液體的紅外光譜圖. 從圖1(A) [Bmim]HCO3離子液體的譜圖可以看出, 3421 cm-1處的吸收峰對應的是締合— OH伸縮振動, 3149和3092 cm-1處的吸收峰為芳環上的C— H伸縮振動, 2873與2963 cm-1處的吸收峰為脂肪族的C— H伸縮振動, 1638 cm-1處的吸收峰為C=的伸縮振動, 1569 cm-1處的吸收峰為芳環的骨架振動, 1465和1382 cm-1處的吸收峰為甲基對稱變形振動和彎曲伸縮振動, 1169 cm-1處的吸收峰為芳環C— H面內彎曲振動, 950 cm-1處的吸收峰為HC O?3O3- 中OH…O 之間的非平面彎曲振動, 表明[Bmim]HCO3具有[BMIM]+和HC O?3O3- 的結構特征[27]. 圖1(B)為[TMG]L離子液體的紅外光譜. 可以看出, 3500~3000 cm-1屬于— OH的伸縮振動峰, 2972 cm-1處對應的是— CH3中的C— H的伸縮振動, 其中CH3— N和N— H的特征峰分別出現在2818和1611 cm-1[28]. 從圖1(C)[MEA]L離子液體的光譜中可以看出, 3500~2800 cm-1間的峰屬于胺的典型峰, 3382 cm-1處有— OH伸縮振動峰與N— H伸縮振動峰的結合, 1578 cm-1處有— COO的反對稱伸縮振動峰與N— H彎曲振動峰的結合, 1415 cm-1處有— COO的對稱伸縮振動峰, 1072 cm-1處有C— N的伸縮振動峰, 表明[MEA]L具有乙醇胺和乳酸的結構特征[29].

Fig.1

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http://www.cjcu.jlu.edu.cn/article/2014/0251-0790-35-7-1515/thumbnail/img_1.png Fig.1 FTIR spectra of [Bmim]HCO3(A), [TMG]L(B) and [MEA]L(C)

2.2 功能化離子液體的熱重表征

圖2所示為功能化離子液體([Bmim]HCO3, [TMG]L和[MEA]L)的TGA-DSC曲線. 從圖2中的TG曲線可以看出, 3種離子液體各自出現一個失重臺階, 并且在100 ℃以下其質量損失均小于5.6%, 相應的DSC曲線上出現了不同位置的吸熱峰, 其中[MEA]L離子液體的DSC曲線上有2個吸熱峰, 分別在202和253 ℃處, 說明該離子液體有2次熱分解, 可以確定在實驗溫度(室溫~80 ℃)下3種功能化離子液體的熱穩定性良好.

Fig.2

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http://www.cjcu.jlu.edu.cn/article/2014/0251-0790-35-7-1515/thumbnail/img_2.png Fig.2 TGA(a) and DSC(b) curves of [Bmim]HCO3(A), [TMG]L(B) and [MEA]L(C)

2.3 不同離子液體復配脫硫劑對H2S的吸收性能

室溫(28 ℃)下, 功能化離子液體([MEA]L, [TMG]L和[Bmim]HCO3)和常規離子液體([Bmim]BF4和[Bmim]Cl)與MDEA水溶液混合得到的新型復配脫硫劑對H2S的吸收性能如圖3所示.

Fig.3

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http://www.cjcu.jlu.edu.cn/article/2014/0251-0790-35-7-1515/thumbnail/img_3.png Fig.3 H2S absorption efficiency as a function of time on different IL-MDEA-H2O combined desulfurizers

可以看出, 在MDEA水溶液中添加離子液體的脫硫效果依次為[Bmim]Cl> [Bmim]HCO3> [Bmim]BF4> None> [TMG]L> [MEA]L. 單一MDEA水溶液60 min后的脫硫效率為87%, [Bmim]BF4, [Bmim]Cl和[Bmim]HCO3離子液體復配體系的脫硫效率要優于單一MDEA水溶液, 而添加[MEA]L和[TMG]L離子液體后, 脫硫效率反而下降. 由此可見, 添加常規離子液體后的脫硫效果要優于某些功能化離子液體.

硫容量[S(g· L-1)]的計算公式為

S=32AcQ34V×10?6(1)S=32AcQ34V×10-61

式中, A為Origin軟件對各曲線在一定時間段內的積分, c為H2S的初始濃度(mg/m3); Q為H2S氣體流量(mL/min); V為吸收劑體積(mL). 計算的結果是從吸收開始到吸收效率降至低于10%時間段內的硫容. 由此得到復配脫硫劑的硫容分別為: MDEA-H2O, 2.19 g/L; [MEA]L-MDEA-H2O, 0.48 g/L; [TMG]L-MDEA-H2O, 1.94 g/L; [Bmim]BF4-MDEA-H2O, 3.06 g/L; [Bmim]HCO3-MDEA-H2O 3.51 g/L; [Bmim]Cl-MDEA-H2O, 3.66 g/L. 可以看出, 在MDEA-H2O中添加[Bmim]BF4, [Bmim]HCO3和[Bmim]Cl離子液體脫硫能力增強, 而添加[MEA]L和[TMG]L離子液體, 脫硫能力反而下降, 說明含有乳酸根的離子液體可能阻礙了醇胺對H2S的吸收.

[Bmim]BF4, [Bmim]HCO3, [TMG]L和[MEA]L離子液體在25 ℃時的黏度分別為233[30], 22[31], 415.4[32], 817.5[33] mPa· s, 而[Bmim]Cl離子液體在25 ℃時為固態, 從實驗結果看, 由于投加量較低, 離子液體本身的黏度與復合體系脫硫效率之間并無關聯.

2.4 不同溫度下復配脫硫劑對H2S的吸收性能

Ma等[34]合成了一系列醇胺類離子液體, 并用于煙氣脫硫性能的研究, 結果發現, 隨著溫度上升, 脫硫效率反而下降. 在本實驗中, 針對脫硫性能優異的[Bmim]Cl-MDEA-H2O復配體系, 其在不同溫度下的脫硫性能如圖4所示. 隨著溫度的升高, 吸收性能降低. 溫度對脫硫性能的影響存在3方面原因: (1) 溫度的升高使反應速率增大, 使氣體在脫硫劑中的傳質更好; (2) 溫度的升高會降低氣體在脫硫劑中的溶解度; (3) 低溫有利于有機胺對H2S的吸收[34].

Fig.4

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http://www.cjcu.jlu.edu.cn/article/2014/0251-0790-35-7-1515/thumbnail/img_5.png Fig.4 H2S absorption efficiency by [Bmim]Cl-MDEA-H2O combined deoxidizer as a function of time at 28 ℃(a), 60 ℃(b) and 80 ℃(c)
Desulfurizer: 10 mL; [Bmim]Cl: 1 g; MDEA: 3 g.

2.5 不同配比脫硫劑對H2S的吸收性能

單次吸收使用的復配脫硫劑總量為10 mL, 不同質量離子液體和MDEA的脫硫劑對H2S的吸收效率的影響列于表1. 可以看出, 在未添加離子液體的情況下, 10 mL MDEA水溶液(含MDEA 分別為1, 3和5 g)吸收H2S 60 min后的效率分別為72.5%, 84.8%和89.1%; 在未使用MDEA的情況下, 10 mL H2O、 10 mL [Bmim]Cl水溶液(含1 g IL)和10 mL [Bmim]Cl(80 ℃)吸收H2S 5 min時的效率均非常低, 分別為17.6%, 14.9%和9.8%. 從上述結果可知, 單一MDEA水溶液對H2S的吸收起決定性作用, 純離子液體雖然比離子液體水溶液以及純水的脫硫效果差, 但是在保證脫硫劑總體積和MDEA質量不變的情況下, 增加[Bmim]Cl的質量, 脫硫效率顯著提高. 因此, 在MDEA水溶液中加入[Bmim]Cl離子液體可以有效提高復配體系的脫硫性能, 其中[Bmim]Cl與體系各組分之間的作用尤為關鍵.

Table 1

Table 1

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Table 1 H2S absorption capacity and sulfur capacity of [Bmim]Cl-MDEA-H2O combined eoxidizer with different component

m(MDEA)/g m([Bmim]Cl)/g H2S removal
efficiencya(%)
Capacity of
sulfurc/(g· L-1)
m(MDEA)/g m([Bmim]Cl)/g H2S removal
efficiencya(%)
Capacity of
sulfurc/(g· L-1)
0 0 17.6b 3 0.5 93.0 3.36
0 10 9.8b 3 1 94.4 3.66
0 1 14.9b 3 1.5 95.0 3.74
1 0 72.5 1.56 3 2 96.2 3.95
1 0.5 84.0 2.21 5 0 89.1 3.01
1 1 86.8 2.53 5 0.5 93.9 3.42
1 1.5 87.6 2.64 5 1 94.8 3.68
1 2 88.7 2.75 5 1.5 96.3 4.01
3 0 84.8 2.42 5 2 97.4 4.31

a. Value was tested at 60th min and the absorption temperature was 28 ℃; b. value was tested at 5th min; c. value was tested within a period time until the absorption efficiency decreased below 10%.

Table 1 H2S absorption capacity and sulfur capacity of [Bmim]Cl-MDEA-H2O combined eoxidizer with different component

2.6 離子液體的消泡性能

為了便于研究, 減少脫硫劑用量為5 mL, MDEA和離子液體均添加0.5 g, 測得脫硫劑在吸收器中靜止時的高度為6 cm, 在鼓泡吸收H2S的實驗過程中, 記錄吸收30 min時的脫硫劑(含氣泡)高度, 數據列于表2. 可以看出, 除了[TMG]L, 其它離子液體均具有不同程度的消泡作用, 其中[Bmim]HCO3離子液體消泡效率最高(46.4%); 并且隨著[Bmim]HCO3在脫硫劑中比例的增加而提高, 在5 mL脫硫劑中添加1.5 g [Bmim]HCO3, 消泡效率提高到64.5%. 可見, 在MDEA水溶液中添加合適的離子液體, 如[Bmim]Cl, [Bmim]BF4或[Bmim]HCO3, 既能夠增進H2S的吸收, 又可以大幅度消減MDEA水溶液單獨吸收所產生的泡沫, 總體效果顯著優于MDEA水溶液.

Table 2

Table 2

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Table 2 Capacity of ILs on eliminating bubbles

Desulfurizer m(MDEA)/g m(IL)/g Bubbling height/cm Efficiency(%)
MDEA-H2O 0.5 0 22
MDEA-[Bmim]Cl-H2O 0.5 0.5 16.9 23.2
MDEA-[Bmim]BF4-H2O 0.5 0.5 15.2 30.9
MDEA-[TMG]L-H2O 0.5 0.5 22.1 0
MDEA-[MEA]L-H2O 0.5 0.5 20.5 6.8
MDEA-[Bmim]HCO3-H2O 0.5 0.5 11.8 46.4
MDEA-[Bmim]HCO3-H2O 0.5 1.5 7.8 64.5
Table 2 Capacity of ILs on eliminating bubbles

2.7 脫硫機理

H2S與醇胺溶液反應生成銨鹽, 銨鹽經過加熱分解而恢復為醇胺并同時釋放出H2S. 復配脫硫劑中離子液體與H2S的作用是物理吸收還是化學吸收或兩者兼有與離子液體的種類有關. Pomelli等[26]研究了H2S與[Bmim]+離子液體([Bmim]Cl, [Bmim]BF4, [Bmim]PF6, [Bmim]TfO和[Bmim]Tf2N)的相互作用, 通過對 1H, 13C, 31P, 19F和 11B的核磁檢測, 發現這些離子液體并不與H2S反應. 因此, 本文中所用的[Bmim]Cl和[Bmim]BF4離子液體與硫化氫的作用僅為物理吸收. 根據文獻[35]報道, 功能化離子液體[TMG]L和[MEA]L對H2S既有物理吸收又有化學吸收; 對于[Bmim]HCO3離子液體, 其陰離子HC O?3O3- 與H2S不反應, 因此也只有物理吸收. 由于實驗在常壓下進行, 因此相對于化學吸收來說, 物理吸收可以忽略. 結合脫硫效率發現, 只有物理吸收的離子液體復配脫硫劑脫硫效率要高于同時有物理和化學吸收的功能化離子液體復配脫硫劑, 因此, 脫硫效率與離子液體和H2S之間的作用關聯不大.

Tang等[36]用密度泛函理論計算的方法研究了CO 在M55(M=Cu, Ag, Au)團簇上的吸附, 并考察了電荷對吸附的影響, 發現金團簇的電荷對吸附能影響較大, 而銀和銅團簇的電荷對吸附能影響較小. Pomelli等[26]通過密度泛函方法從分子水平對H2S與離子液體陰離子之間的相互作用進行的研究驗證了H2S在離子液體中的溶解度大小. Wang等[37]也用此方法計算并研究了水分子與離子液體的相互作用, 揭示了離子液體和水混合體系的性質. [Bmim]HCO3, [TMG]L, [MEA]L, [Bmim]Cl和[Bmim]BF4的結構式如圖5所示. 本文采用密度泛函B3LYP方法, 優化了圖5所示的5種離子液體以及MDEA和H2S分子的幾何結構, 計算了單個分子的能量、 2種分子復合體的總能量以及分子之間結合釋放的熱量, 結果列于表3.

Fig.5

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http://www.cjcu.jlu.edu.cn/article/2014/0251-0790-35-7-1515/thumbnail/img_6.png Fig.5 Chemical structures of [Bmim]Cl, [Bmim]BF4, [Bmim]HCO3, [TMG]L and [MEA]L

Table 3

Table 3

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Table 3 Energetics data on IL-MDEA , IL-H2S and MDEA-H2S

Compd. MDEA H2S
E0aE0a /(kJ· mol-1) EtbEtb /(kJ· mol-1) Δ Hc/(kJ· mol-1) Et/(kJ· mol-1) Δ H/(kJ· mol-1)
1 -3702.3 -5393.4 -59.5 -5375.8 -32.3
2 -3552.7 -5243.8 -30.6 -5226.2 -18.9
3 -2881.9 -4573.0 -34.8 -4555.4 -32.7
4 -2959.4 -4650.5 -14.2 -4632.9 -28.1
5 -2651.0 -4342.1 -4.19 -4324.5 13.0
MDEA -1691.1 -3364.6 -13.4
H2O -320.1 -1993.6 -14.7

a. The energy of ionic liquid; b. the total energy of two substances; c. the energy of two substances released after combination; E0 of H2S is -1673.5 kJ/mol.

Table 3 Energetics data on IL-MDEA , IL-H2S and MDEA-H2S

從表3可以看出, MDEA與5種離子液體的結合能均為負值, 說明結合過程是放熱的, 并且負值越大, 結合能越大, 結合后物質越穩定, 因此, 可以得到離子液體與MDEA混合后的穩定性大小順序為[Bmim]Cl-MDEA> [Bmim]HCO3-MDEA> [Bmim]BF4-MDEA> [TMG]L-MDEA> [MEA]L-MDEA, 這與H2S的吸收效率的順序一致. 在吸收H2S的反應中, H2S分子與復配脫硫劑中各組分(離子液體、 MDEA和H2O)的結合能也在表3中列出, 其中H2S與[MEA]L離子液體的結合能為正值, 表明該反應吸熱; 與其它組分的結合能均為負值, 同樣可得到H2S與各組分混合后穩定性大小順序為[Bmim]HCO3-H2S> [Bmim]Cl-H2S> [TMG]L-H2S> [Bmim]BF4-H2S> H2O-H2S> MDEA-H2S> [MEA]L-H2S. 理論上添加[Bmim]HCO3, [Bmim]Cl, [TMG]L和[Bmim]BF4這4種離子液體, 由于其與H2S作用強烈, 結合穩定, 更能夠促進與MDEA復配后的脫硫, 但其中[TMG]L-MDEA-H2O復配脫硫劑比MDEA-H2O脫硫效果要差, 同樣含有乳酸根的[MEA]L-MDEA-H2O脫硫劑也表現出較低的脫硫效率, 這可歸因于[TMG]L和[MEA]L離子液體與MDEA結合能數值均較小, 體系本身穩定性變差, 阻礙了MDEA對H2S的吸收. 因此, 對于脫硫效率而言, 離子液體和MDEA結合穩定性是主要貢獻因素.

2.8 復配脫硫劑的再生

采用10 mL脫硫劑(其中含有1 g [Bmim]Cl和1 g MDEA) 吸收H2S直至基本飽和, 所用時間為270 min, 在60 ℃下, 通入300 mL/min的空氣進行再生, 并監測空氣中的H2S濃度, 測試180 min. 為了確定復配吸收劑是否得到完全再生, 通入臭氧30 min對再生后的吸收劑進行深度氧化, 在水存在的情況下, 不穩定的— HS鍵理論上被氧化成S O2?4O42- , 采用離子色譜儀對再生液進行離子濃度測試, 結果列于表4. 可見脫硫劑再生效率[Bmim]BF4-MDEA-H2O> [Bmim]HCO3-MDEA-H2O> [Bmim]Cl-MDEA-H2O, 但相差不大, H2S與離子液體結合能越大, 越不易被空氣再生, 使再生程度降低, 但是結合能越大越有利于吸收. 3種高效脫硫劑的再生效率均高于94%.

Table 4

Table 4

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Table 4 Regeneration analysis data of desulfurizer

Desulfurizer c(S O2?4O42- ) a/(g· L-1) Residue sulfurb/(g· L-1) Sulfur capacity/(g· L-1) Regeneration efficiencyc(%)
[Bmim]Cl-MDEA-H2O 0.041 0.135 2.53 94.66
[Bmim]BF4-MDEA-H2O 0.027 0.090 1.76 94.89
[Bmim]HCO3-MDEA-H2O 0.036 0.120 2.28 94.74

a. The concentration tested by ion chromatograph in dilute solution of 100 mL; b. the quality of sulfur per liter desulfurizer after regeneration; c. value was caculated according to residue sulfur and sulfur capacity.

Table 4 Regeneration analysis data of desulfurizer

3 結 論

低溫有利于復配脫硫劑對H2S的吸收; 在室溫下, 相同質量配比的復配脫硫劑脫硫效果為[Bmim]Cl-MDEA-H2O> [Bmim]HCO3-MDEA-H2O> [Bmim]BF4-MDEA-H2O> MDEA-H2O> [TMG]L-MDEA-H2O> [MEA]L-MDEA-H2O. 單一MDEA水溶液60 min后的脫硫效率為87%, 添加[Bmim]Cl, [Bmim]HCO3和[Bmim]BF4離子液體后, 脫硫效率可高達97%, 明顯優于單一MDEA水溶液; 除了[TMG]L, 其它離子液體均具有不同程度的消泡作用, 其中[Bmim]HCO3離子液體消泡效率最高, 為46.4%, 并且隨著[Bmim]HCO3在脫硫劑中比例的增加而升高. 通過密度泛函理論計算, 在H2S的吸收效率方面, 離子液體和MDEA結合的穩定性為主要貢獻因素. 復配脫硫劑[Bmim]BF4-MDEA-H2O, [Bmim]HCO3-MDEA-H2O和[Bmim]Cl-MDEA-H2O通入空氣可基本再生, 并且再生效率分別為94.89%, 94.74%和94.66%.

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