一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法。它是以Emim[Cl]为氢键供体与氢键受体形成的低共熔溶剂作为吸收剂，在吸收温度为20℃～70℃，吸收压力为0.0005~0.1MPa下吸收二氧化硫或含二氧化硫的混合气，完成捕集二氧化硫，低共熔溶剂可以采用汽提或闪蒸方法在70℃下实现再生和二氧化硫回收。本发明专利技术通过采用上述技术，利用环境友好型低共熔溶剂作为吸收剂，快速、高效捕集二氧化硫，30℃、0.001MPa下对二氧化硫吸收容量可达0.22g SO

A method of sulfur dioxide capture based on EMIM [Cl] low eutectic solvent

The invention discloses a method for capturing sulfur dioxide based on EMIM [Cl] low eutectic solvent. It uses the low eutectic solvent formed by EMIM [Cl] as the hydrogen bond donor and hydrogen bond acceptor as the absorbent, absorbs sulfur dioxide or the mixture containing sulfur dioxide at the absorption temperature of 20 \u2103 ~ 70 \u2103 and the absorption pressure of 0.0005 ~ 0.1MPa, so as to collect sulfur dioxide. The low eutectic solvent can be regenerated and recovered at 70 \u2103 by stripping or flash evaporation. By adopting the above technology and using the environment-friendly low eutectic solvent as the absorbent, the invention can catch sulfur dioxide quickly and efficiently, and the absorption capacity of sulfur dioxide can reach 0.22g so at 30 \u2103 and 0.001mpa

【技术实现步骤摘要】
一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法
本专利技术涉及一种二氧化硫及其混合气的捕集方法，属于气体分离与净化
，具体涉及由氢键供体Emim[Cl]和氢键受体(NFM、乙酰吗啉、DMI、NMP、1,2,3-三氮唑和1,2,4-三氮唑中的一种)形成的低共熔溶剂作为吸收剂，通过二氧化硫与氯离子及羟基的相互作用，实现对二氧化硫的高效可逆吸收和分离。
技术介绍
二氧化硫(Oxosulfaneoxide,SO2)是一种无色有刺激气味的气体，对人体和环境都有着极大的危害。在大气中，二氧化硫会氧化而成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前驱物。大气中二氧化硫浓度在0.5ppm以上对人体已有潜在影响；在1～3ppm时多数人开始感到刺激；在400～500ppm时人会出现溃疡和肺水肿直至窒息死亡。二氧化硫可以引起酸雨，进而引发水体和土壤性质变化，破坏生态结构和生物多样性。随着化工企业的不断增加，化石燃料的利用越来越多，直接排放或者燃烧不仅会产生环境污染，也会造成有价值的资源的严重浪费。因此从工业废气中分离回收二氧化硫具有重要的环境效益和重大的经济价值。目前，工业上常用的脱硫方法主要分为湿法脱硫和干法脱硫。湿法脱硫有：1)石灰石-石膏法是目前世界上技术最成熟运行状况最稳定的脱硫工艺突出优点有：a脱硫小路高，b吸收剂利用率高，c设备运转率高；2)碱性溶液吸收，主要有钠碱法、氨碱法双碱法、氢氧化镁法等；3)海水吸收法；4)再生吸收法如离子液体吸收、低共熔溶剂吸收。干法脱硫工艺特点是：反应在无液相介入的完全干燥的状态下进行，反应产物为干粉状。主要有荷电干式喷射脱硫法和等离子体法。二氧化硫的开发吸收效果好、挥发性低、理化性质稳定、再生性良好的吸收剂是含二氧化硫废气处理领域的重要发展方向，意义重大。离子液体作为吸收剂吸收二氧化硫表现出了良好的性能，已有众多文献结果予以报道。但是传统离子液体大多是通过离子交换或中和反应制备，受到制备过程比较复杂，价格高等限制，难以走向实际应用。近来，低共熔溶剂的出现弥补了传统离子液体的上述不足，同时具有离子液体的诸多特性，是优异的离子液体替代物。目前已有大量文献报道低共熔溶剂用于酸性气体(SO2，CO2，H2S)的吸收。在关于二氧化硫吸收的报道中多是较高浓度的吸收，而用于捕集低浓度二氧化硫的报道却不多。刘宝友等报道低共熔溶剂吸收二氧化硫，其中己内酰胺与咪唑(1:1)体系对常压313K二氧化硫的吸收容量高达0.624g/gDES，超过现有报道的离子液体的吸收容量。但该类低共熔溶剂粘度较大，吸收容量不够高，特别是对低压下二氧化硫。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂(即deepeutecticsolvent，以下简称DES)捕集二氧化硫的方法，它能高效可逆吸收二氧化硫及其混合气，选择氢键受体以提高单独离子液体的吸收效果，本明的吸收剂环境友好、成本低、可以重复使用，解吸出的二氧化硫可以资源化利用等优点，另外，采用液相法吸收，传质速率快，解吸效率高，适合于规模化利用。所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于以Emim[Cl]为氢键供体与氢键受体形成的低共熔溶剂作为吸收剂，在一定温度下吸收二氧化硫或含二氧化硫的混合气，完成捕集二氧化硫。所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于形成低共熔溶剂中的氢键受体选自NFM、乙酰吗啉、DMI、NMP、DMPU、1,2,4-三氮唑、1,2,3-三氮唑中的一种。所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于形成低共熔溶剂的氢键供体与氢键受体的摩尔比为4:1～1:2。所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于吸收二氧化硫的温度为20℃～70℃，吸收压力为0.1～0.0001MPa。所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于吸收二氧化硫至饱和的吸收剂能再生利用，通过汽提或闪蒸的方式进行吸收剂再生。所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于吸收剂再生方法为汽提或闪蒸。所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于再生温度为70℃，再生后的吸收剂可多次循环使用。所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于低共熔溶剂的制备方法如下：按投料量将Emim[Cl]氢键供体与氢键受体混合，在75-85℃下恒温水浴磁力搅拌至均相透明溶液，冷却到室温得到。所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫在自制的鼓泡式吸收器中进行，所述的鼓泡式吸收器包括呈圆柱体结构的吸收器本体，吸收器本体底部装有低共熔溶剂，吸收器本体的中部设有大口径的扩展段，吸收器本体顶部设有进料口，侧面设有出料口，所述进料口上配合设有第一单孔塞，出料口上配合设有第二单孔塞，第一单孔塞上设有进气管，进气管下部位于低共熔溶剂液面底部，二氧化硫或含二氧化硫的混合气由进气管进入低共熔溶剂中，第二单孔塞上设有出气管，用于气体流出。所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于含二氧化硫的混合气为二氧化硫和氮气混合气。与现有技术中的低共熔溶剂相比，本专利技术所述的Emim[Cl]功能化低共熔溶剂作为吸收剂，主要通过离子液体的氯离子与SO2间的较强相互作用，提升对SO2的吸收容量，20℃、对5000ppm的SO2吸收可达每克低共熔溶剂捕及0.1937g二氧化硫；低共熔溶剂吸收剂采用加汽提或闪蒸的方式可实现二氧化硫的完全解吸，再生的吸收剂能连续循环使用，该吸收剂具有吸收容量大、性能稳定、可循环利用等优点，为化工尾气中SO2净化分离提供了一种新思路。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图中：1-吸收器本体，11-大口径的扩展段，2-进气管，3-出气管，4-进料口，41-第一单孔塞，5-出料口，51-第二单孔塞。具体实施方式以下通过具体实施例对本专利技术的技术方案作更进一步的说明。以下实施例中，如无特殊说明，所用试剂均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规实验方法。本专利技术中的Emim[Cl]低共熔溶剂(即deepeutecticsolvent，以下简称DES)，本专利技术的Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫在自制的鼓泡式吸收器中进行，如图1所示，所述的鼓泡式吸收器包括呈圆柱体结构的吸收器本体1，吸收器本体1底部装有低共熔溶剂，吸收器本体1的中部设有大口径的扩展段11，在鼓泡时能防止气泡进入吸收器本体1的上部，从出料口5上的出气管3流出；所述吸收器本体1顶部设有进料口4，侧面设有出料口5，所述进料口4上配合设有第一单孔塞41，出料口5上配合设有第二单孔塞51，第一单孔塞41上设有进气管2，进气管2下部位于低共熔溶剂液面底部，二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于以Emim[Cl]为氢键供体与氢键受体形成的低共熔溶剂作为吸收剂，在一定温度下吸收二氧化硫或含二氧化硫的混合气，完成捕集二氧化硫。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于以Emim[Cl]为氢键供体与氢键受体形成的低共熔溶剂作为吸收剂，在一定温度下吸收二氧化硫或含二氧化硫的混合气，完成捕集二氧化硫。


2.根据权利要求1所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于形成低共熔溶剂中的氢键受体选自NFM、乙酰吗啉、DMI、NMP、DMPU、1,2,4-三氮唑、1,2,3-三氮唑中的一种。


3.根据权利要求1所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于形成低共熔溶剂的氢键供体与氢键受体的摩尔比为4:1～1:2。


4.根据权利要求1所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于吸收二氧化硫的温度为20℃～70℃，吸收压力为0.1~0.0001MPa。


5.根据权利要求1-4任一所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于吸收二氧化硫至饱和的吸收剂能再生利用。


6.根据权利要求5所述的一种基于Emim[Cl]低共熔溶剂捕集二氧化硫的方法，其特征在于吸收剂再生方法为汽提或闪蒸。


7.根据权利要求5所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓东顺，张超，高豹，段秀智，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33