一种采用唑基离子液体捕集二氧化硫的方法技术

本发明专利技术涉及一种采用高稳定的碱性离子液体脱除烟气中二氧化硫的方法，具体得说，是一种以弱碱性的季磷型离子液体为吸收剂，来吸收二氧化硫气体的方法，其吸收压力为0.0001～0.1MPa，吸收温度为20℃～80℃之间，吸收时间为0.1～2小时；脱附温度在60～120℃之间，脱附时间在0.1～3小时之间。本发明专利技术的技术方案具有离子液体稳定性好、吸收容量高、易脱附等优点，是一种较具工业应用潜力的脱除烟气中二氧化硫的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用高稳定性的唑基碱性离子液体，应用于二氧化硫的化学捕集中，用以实现二氧化硫高容量、低能耗、可循环的捕集方法，为工业捕集二氧化硫提供一种新的有潜力的方法。
技术介绍
随着经济社会的快速发展和人们生活水平的提高，燃煤排放的二氧化硫使大气环境恶化，酸雨危害加重，严重影响了人类生存和生态环境，烟气中二氧化硫的脱除引起了国内外的广泛关注。如何开发高效、可逆、低成本的烟气脱除二氧化硫的新技术是全球共同关注的热点问题。目前，传统的工业捕集二氧化硫的方法是石灰、胺溶液法，具有成本低、吸收快、容量大等优点，但也存在一些局限性如溶剂易挥发，生成大量副产、吸收剂不易再生等问题。 近些年来，离子液体由于具有稳定性好、挥发性低、气体溶解能力强、可设计性等优点，为烟气中的二氧化硫脱除提供了很好的替代方法。许多研究者采用实验及理论方法研究了二氧化硫在不同离子液体中的溶解性。如Huang等测定了含四氟硼酸根、双三氟甲基磺酰亚胺根的不同胍类离子液体吸收二氧化硫的性能，表明这些离子液体在常压下每摩尔能吸收1 摩尔多二氧化硫，但在减压下很小。另一种方法是采用功能化的碱性离子液体来进行二氧化硫的化学捕集，如Han等首次采用含乳酸根的胍类离子液体来吸收二氧化硫，每摩尔离子液体可在减压下吸收1摩尔的二氧化硫，后来一些研究者也发展了其他含乙酸根、硫酸酯阴离子的咪唑型离子液体，应用于二氧化硫的化学吸收。在目前各种利用离子液体捕集二氧化硫的方法中，物理吸收法尽管易脱吸，但在减压下吸收容量太小；而化学吸收尽管吸收容量较大，但稳定性不好，循环性能差。因此，现阶段是需要发展一种二氧化硫吸收容量高(>3摩尔/摩尔)、稳定性好、易脱吸的新型离子液体捕集的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种高容量、易脱吸的唑基碱性离子液体捕集二氧化硫的新方法，可实现二氧化硫高容量、低能耗、快速的吸收，其具体技术方案如下本专利技术是，其特征在于以一种高稳定的唑基季磷型离子液体为吸收剂，用以吸收二氧化硫气体，吸收压力为0. 0001 0. IMPa，吸收温度为20°C 80°C下，吸收时间为0. 1 2小时；吸收的二氧化硫是十分容易脱附的，脱附温度在60 120°C之间，脱附时间在0. 1 3小时之间。本专利技术所用的唑基季磷型离子液体为十四烷基三己基磷三唑、十四烷基三己基磷四唑、十四烷基三己基磷苯三唑、十四烷基三己基磷咪唑、丙基三己基磷三唑、丙基三己基磷四唑、丙基三己基磷苯三唑、丁基三己基磷三唑、丁基三己基磷四唑、丁基三己基磷苯三唑、丁基三己基磷咪唑、乙基三丁基磷三唑、乙基三丁基磷四唑、乙基三丁基磷苯三唑和乙基三丁基磷咪唑等中的一种。本专利技术所用的唑基季磷型离子液体为十四烷基三己基磷四唑。本专利技术所述的二氧化硫压力在0. 01到0. IMI^a之间，二氧化硫吸收温度在20°C 50°C之间，二氧化硫吸收时间在0. 5 1小时之间，二氧化硫脱附温度在80°C 110°C之间，二氧化硫脱附时间在0. 4 1小时之间。本专利技术所述的离子液体可以以三唑、四唑、苯三唑等和十四烷基三己基磷氢氧化物为原料，通过酸碱中和法反应得到，后者可通过强碱性阴离子交换树脂法来合成，这些离子液体的稳定性很高，分解温度一般大于300°C。本专利技术与传统方法相比，十分新颖，具有如下特性1)由于采用了含多个电负性氮的唑基离子液体来捕集二氧化硫，使吸收容量明显提高，常压下可达到3. 5摩尔/摩尔离子液体以上；2)由于唑基阴离子上的超共轭作用，分散了氮原子上的电荷，降低了二氧化硫的吸收能，使吸收的二氧化硫易脱吸；3)采用高稳定的季磷型碱性离子液体为催化剂，避免了体系吸收二氧化硫后氢键网络的形成，降低了体系吸收二氧化硫后的粘度，明显加快了反应的速度。具体实施例方式以下通过实施例将对本专利技术作更为全面的描述。 实施例1在一内径为Icm的5ml玻璃容器中，加入离子液体十四烷基三己基磷三唑( ) 1. 2g(0. 02mol)，然后缓慢通入二氧化硫气体，流量60ml/min，压力0. IMPa，控制吸收温度为20°C，控制吸收时间为0. 5小时，称重表明该离子液体中二氧化硫的吸收容量为 3. 72摩尔/摩尔离子液体。 实施例2-7类似于实施例1，控制二氧化硫气体压力为0. 1 MPa，吸收温度为20°C，改变离子液体的种类，二氧化硫吸收的结果如下表(表1)表1不同离子液体种类对二氧化硫捕集的影响权利要求1.，其特征在于以一种高稳定的唑基季磷型离子液体为吸收剂，用以吸收二氧化硫气体，吸收压力为0. 0001 0. IMPa,吸收温度为 20°C 80°C下，吸收时间为0. 1 2小时；吸收的二氧化硫是十分容易脱附的，脱附温度在 60 120°C之间，脱附时间在0. 1 3小时之间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用的唑基季磷型离子液体为十四烷基三己基磷三唑、十四烷基三己基磷四唑、十四烷基三己基磷苯三唑、十四烷基三己基磷咪唑、 丙基三己基磷三唑、丙基三己基磷四唑、丙基三己基磷苯三唑、丁基三己基磷三唑、丁基三己基磷四唑、丁基三己基磷苯三唑、丁基三己基磷咪唑、乙基三丁基磷三唑、乙基三丁基磷四唑、乙基三丁基磷苯三唑和乙基三丁基磷咪唑等中的一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所用的唑基季磷型离子液体为十四烷基三己基磷四唑。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的二氧化硫压力在0.01到0. IMPa之间。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的二氧化硫吸收温度在20°C 50°C之间。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的二氧化硫吸收时间在0.5 1小时之间。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的二氧化硫脱附温度在80°C 110°C 之间。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的二氧化硫脱附时间在0.4 1小时之间。全文摘要本专利技术涉及一种采用高稳定的碱性离子液体脱除烟气中二氧化硫的方法，具体得说，是一种以弱碱性的季磷型离子液体为吸收剂，来吸收二氧化硫气体的方法，其吸收压力为0.0001～0.1MPa，吸收温度为20℃～80℃之间，吸收时间为0.1～2小时；脱附温度在60～120℃之间，脱附时间在0.1～3小时之间。本专利技术的技术方案具有离子液体稳定性好、吸收容量高、易脱附等优点，是一种较具工业应用潜力的脱除烟气中二氧化硫的方法。文档编号B01D53/78GK102160963SQ201110132899公开日2011年8月24日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日专利技术者崔国凯, 李浩然, 王从敏 申请人:浙江大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种采用唑基离子液体捕集二氧化硫的方法，其特征在于以一种高稳定的唑基季磷型离子液体为吸收剂，用以吸收二氧化硫气体，吸收压力为０．０００１～０．１ＭＰａ，吸收温度为２０℃～８０℃下，吸收时间为０．１～２小时；吸收的二氧化硫是十分容易脱附的，脱附温度在６０～１２０℃之间，脱附时间在０．１～３小时之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王从敏，崔国凯，李浩然，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86