CN109260896B - 一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂及氨气的吸附方法 - Google Patents
一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂及氨气的吸附方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109260896B CN109260896B CN201811455383.6A CN201811455383A CN109260896B CN 109260896 B CN109260896 B CN 109260896B CN 201811455383 A CN201811455383 A CN 201811455383A CN 109260896 B CN109260896 B CN 109260896B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ammonia gas
- eutectic solvent
- ammonium thiocyanate
- hydrogen bond
- absorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 129
- 239000002904 solvent Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 title claims abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- SOIFLUNRINLCBN-UHFFFAOYSA-N ammonium thiocyanate Chemical compound [NH4+].[S-]C#N SOIFLUNRINLCBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title abstract description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 57
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 20
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N propane-1,3-diol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 7
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 abstract description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 33
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 11
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 8
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 7
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 7
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 6
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 3
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- -1 ammonium cations Chemical class 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 239000001763 2-hydroxyethyl(trimethyl)azanium Substances 0.000 description 1
- 235000019743 Choline chloride Nutrition 0.000 description 1
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 1
- 208000000059 Dyspnea Diseases 0.000 description 1
- 206010013975 Dyspnoeas Diseases 0.000 description 1
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229960003178 choline chloride Drugs 0.000 description 1
- SGMZJAMFUVOLNK-UHFFFAOYSA-M choline chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCO SGMZJAMFUVOLNK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
- B01D2252/10—Inorganic absorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
- B01D2257/406—Ammonia
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂及氨气的吸附方法,所述硫氰酸铵基低共熔溶剂包括氢键受体和氢键供体,所述氢键受体为硫氰酸铵,所述氢键供体为甘油、1,3‑丙二醇、乙二醇、乙二醇缩合物、尿素、乙酰胺、己内酰胺中的一种或两种以上混合物。本发明所述的硫氰酸铵基低共熔溶剂作为吸收剂,主要通过铵基阳离子上酸性质子与NH3间的较强相互作用,以及硫氰根离子、氢键供体上羟基与NH3间的氢键等协同作用,共同提升对NH3的吸收容量。
Description
技术领域
本发明属于气体分离与净化领域,具体涉及一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂及氨气的吸附方法。
背景技术
氨气(ammonia,NH3)是一种无色有臭味的气体,对人体和环境都有着极大的危害。环境中氨气达到0.5-1.0mg/m3时人体就会能有所感受。吸入氨气会出现咳嗽、咽痛、头痛、头晕、呼吸困难等不适症状,严重时会导致死亡。氨气容易被氧化成NO3-和NOx,因此氨气可以引起酸雨,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。同时,氨排放进入大气经化学反应和物理过程形成的细微的二次颗粒物,是形成硫酸盐、硝酸盐和雾霾等的前驱体。2015年国家的无机化学工业污染物排放标准(GB31573-2015)规定,氨的排放浓度需要低于10mg/m3。含氨废气集中排放的主要来源有合成氨弛放气、尿素造粒塔尾气、炼焦炉煤气、三聚氰胺尾气等,直接排放或者燃烧不仅会产生环境污染,也会造成有价值的氨资源的严重浪费。因此从工业废气中分离回收NH3具有重要的环境效益和重大的经济价值。
现有分离回收NH3的主要方法有化学法和物理法,化学法将氨气与酸反应转变成廉价的固体氮肥,且吸收剂具有挥发性大和腐蚀性强等不足。物理法分为冷凝法和水吸收法。冷凝法受到冷凝温度和气液平衡的限制,氨回收率低,回收后的气体中通常残余2-3%的氨;水吸收法技术成熟,吸收后气体中氨浓度能达到500ppm以下,但得到的低浓度氨水利用途径有限,蒸馏回收氨或氨水提浓过程能耗高,含氨废水排放量多。因此开发吸收效果好、挥发性低、理化性质稳定、再生性良好的吸收剂是含氨废气处理领域的重要发展方向,意义重大。
离子液体由于其独特的物理化学性质其作为吸收溶剂在氨气的捕集方面展现出良好的性能,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。而用于捕及氨气的报道却不多。杨启炜等报道低共熔溶剂吸收氨气,其中氯化胆碱/对苯二酚/甘油(1:3:5)体系对常压313K氨气的吸收容量高达0.13g/g DES,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,吸收速率慢;吸收容量不够高,特别是对低压下氨气。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题,本发明的目的在于提供一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂及氨气的吸附方法,通过氨气与铵基阳离子、硫氰根阴离子以及氢键供体中羟基间的相互作用,协同实现对氨气的高效可逆吸收和分离。
一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂,其特征在于包括氢键受体和氢键供体,所述氢键受体为硫氰酸铵,所述氢键供体为甘油、1,3-丙二醇、乙二醇、乙二醇缩合物、尿素、乙酰胺、己内酰胺中的一种或两种以上混合物。本发明的硫氰酸铵基低共熔溶剂制备时,具体过程为:硫氰酸铵和氢键供体混合,80℃常压加热搅拌直至得到均相透明的溶液,即制备完成。
所述的一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂,其特征在于氢键供体与硫氰酸铵的摩尔比为1:1~6:1。
所述的一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂,其特征在于还包括水,硫氰酸按与水的摩尔比为1:0.1~1:5。水的加入明显降低了硫氰酸铵基低共熔溶剂的粘度,提高了吸收容量,并且在低共熔溶剂再生条件下损失量低。
所述的硫氰酸铵基低共熔溶剂吸收氨气的工艺方法,其特征在于以所述硫氰酸铵基低共熔溶剂为吸收剂,在吸收温度为10℃~60℃及吸收压力为0.0001~0.5MPa下,吸收氨气或含有氨气的混合气,然后进行汽提或闪蒸,将吸收剂中的氨气解吸,以实现吸收剂的再生和氨气的回收。
所述的硫氰酸铵基低共熔溶剂吸收氨气的工艺方法,其特征在于吸收温度为20℃~55℃,吸收压力为0.1MPa。
所述的硫氰酸铵基低共熔溶剂吸收氨气的工艺方法,其特征在于汽提的温度为30~100℃,汽提采用的载气为N2。
所述的硫氰酸铵基低共熔溶剂吸收氨气的工艺方法,其特征在于闪蒸的温度为30~100℃,闪蒸的压力为0.0001~0.1MPa。
与现有技术中的低共熔溶剂相比,本发明所述的硫氰酸铵基低共熔溶剂作为吸收剂,主要通过铵基阳离子上酸性质子与NH3间的较强相互作用,以及硫氰根离子、氢键供体上羟基与NH3间的氢键等协同作用,共同提升对NH3的吸收容量,20℃、常压下最高可达每克低共熔溶剂捕集0.285g氨气。采用汽提或闪蒸的方式可实现NH3的完全解吸,再生的吸收剂能连续循环使用。该吸收剂具有NH3吸收速率快(吸收速率与时间关系图见附图1),且该吸收剂自身性能稳定,其热失重分解温度均远高于案例实施温度(热失重图像见附图2),而且该类吸收剂循环利用效果优异,以NH4SCN:甘油(2:3)为例,在30℃下吸收、50℃下解析经过25次吸收解析循环吸收容量基本不变(循环吸收容量见附图3),当该类吸收剂中加入一点含量的水后,溶剂的粘度显著降低,吸收量少量增加。鉴于该类溶剂的以上优点,为化工尾气中NH3净化分离提供了一种新思路。
附图说明
图1为不同低共熔溶剂对氨气的吸收量随时间的关系图;
图2为不同低共熔溶剂的热重分析图;
图3为氢键供体为甘油的低共熔溶剂对氨气的吸收量与循环使用次数的关系图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。
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。
实施例1
制备硫氰酸铵基低共熔溶剂,以硫氰酸铵为氢键受体,以甘油为氢键供体。称取硫氰酸铵6.00g置于50ml锥形瓶中,加入甘油10.88g,于80℃恒温水浴条件下,磁力搅拌至均相透明溶液(搅拌时间大约2小时);然后冷却到室温,可得到16.88g低共熔溶剂,其中氢键供体与氢键受体质量比为1.813:1,摩尔比为2:3。
取上述制备的低共熔溶剂3.00g,加入自制的鼓泡式吸收器中(内径12mm,长120mm),控制吸收温度为20℃,以60mL/min的速率向鼓泡式吸收器内通入0.1MPa的氨气(即通入纯氨气),低共熔溶剂将通入的氨气吸附,通过称重法测定吸收量(即低共熔溶剂吸收氨气前后的重量差),20min内吸收饱和,计算该低共熔溶剂的吸收量为0.2819gNH3/g吸收剂(通入氨气的量为0.054mol,氨气的吸收量为0.049mol)。将上述吸附饱和后的低共熔溶剂通过闪蒸的方式实现吸收剂的再生和氨气的回收,具体过程为:将吸附饱和后的低共熔溶剂加热到60℃,在绝压为0.01~0.02MPa状态下搅拌释放所吸收的NH3,并回收NH3,通过称重法测定解吸量(即低共熔溶剂解吸氨气前后的重量差),计算得到氨气的解吸效率达到99.8%。
实施例2
制备硫氰酸铵基低共熔溶剂的过程重复实施例1,但是与实施例1不同的是:改变氢键供体的种类,且改变硫氰酸铵与氢键供体的摩尔比,制备得到的低共熔溶剂记为DES,DES的组成如表1和表2所示。
上述制备的低共熔溶剂吸附氨气的方法步骤重复实施例1,但是与实施例1不同的是:将吸收温度替换为40℃,吸收结果见表1。上述制备的低共熔溶剂吸附氨气的方法步骤重复实施例1,但是与实施例1不同的是:将吸收温度替换为10℃,吸收结果见表2。
表1不同氢键供体与硫氰酸铵形成的DES对氨气的吸收结果
其中表1中,氢键供体分别为甘油、尿素、乙酰胺、乙二醇和己内酰胺时,形成的低共熔溶剂(DES)对氨气的吸收量随时间关系如图1所示,从图1可以看出,低共熔溶剂的氢键供体为甘油和乙二醇时,对氨气有较好的吸附性。
其中表1中,氢键供体分别为甘油、尿素、乙酰胺、乙二醇和己内酰胺时,形成的低共熔溶剂进行热重分析,热重分析结果如图2所示,从图2可以看出,上述低共熔溶剂的其热失重分解温度均高于100℃,而本发明的低共熔溶剂吸收NH3和解吸NH3均在100℃以内进行,因此本发明的低共熔溶剂在使用状态下性能稳定。
表2不同氢键供体与硫氰酸铵形成的DES对氨气的吸收结果
实施例3
硫氰酸铵基低共熔溶剂,其组成及制备方法重复实施例1,即以NH4SCN-甘油为吸收剂,NH4SCN与甘油的摩尔比为2:3,根据实施例1的方法制备得到低共熔溶剂。
上述制备的低共熔溶剂吸附氨气的方法步骤重复实施例1,但是与实施例1不同的是:改变吸收温度和氨气的分压,氨气的分压低于1bar时,通入的待吸附的气体为含有氨气的氮气(即通入氨气和氮气的混合气,氨气和氮气的总压力为1bar),吸收结果如表3所示。从表3可以看出氨气的浓度越高,吸收时间越短,吸附饱和时氨气吸收容量越大。
表3不同吸收条件下,低共熔溶剂对氨气的吸收结果
实施例4
取实施例1制备的低共熔溶剂3.50g(低共熔溶剂记为DES),加入自制的鼓泡式吸收器中(内径12mm,长120mm),控制吸收温度为30℃,以60mL/min的速率向鼓泡式吸收器内通入0.1MPa的氨气,低共熔溶剂将通入的氨气吸附,通过称重法测定吸收量,当吸收时间约为18min时,称取鼓泡式吸收器的质量不再发生变化,由此吸附过程达到平衡,计算得到氨气的吸收量为0.223gNH3/gDES。吸收完毕后(即吸附过程达到平衡),将上述吸附饱和后的低共熔溶剂通过汽提的方式实现吸收剂的再生,具体过程为:在解吸温度为50℃下,通入N2,N2流量为100mL/min,解吸时间约为1.5h时,低共熔溶剂再生完成。对再生完成的低共熔溶剂通过上述方法重复进行氨气吸收,计算氨气的吸收量并记录在表4中,在表4中记录循环吸收-解吸次数下的低共熔溶剂对氨气的吸附量。其中低共熔溶剂第一次再生后对氨气的吸附量,记为循环次数为1次的氨气净吸收量,以此类推,在表4中记录循环20次的低共熔溶剂对氨气的吸附量。从表4中可以看出,低共熔溶剂经过多次循环使用,其对氨气的吸收性能基本保持不变。本实施例循环吸收-解吸次数为25次以内的低共熔溶剂对氨气的吸附量,见图3所示。
表4 DES 20次循环吸收-解吸NH3的结果
实施例5
将案例2中的低共熔溶剂加入不同含量的水,形成三元体系的低共熔溶剂。即实施例2中的NH4SCN-乙二醇体系中加入水,使得NH4SCN、乙二醇和水的摩尔比为1:3:1,将此三元体系置于-20℃下12h无晶体析出,表明该溶剂是低共熔溶剂。实施例2中的NH4SCN-甘油体系中加入水,使得NH4SCN、甘油和水的摩尔比为2:3:1,将此三元体系置于-20℃下12h无晶体析出,表明该溶剂是低共熔溶剂。
实施例2中的NH4SCN-尿素体系中加入水,使得NH4SCN、尿素和水的摩尔比为2:3:1,将此三元体系置于-2℃下12h无晶体析出,表明该溶剂是低共熔溶剂。实施例2中的NH4SCN-乙酰胺体系中加入水,使得NH4SCN、乙酰胺和水的摩尔比为2:3:1,将此三元体系置于-2℃下12h无晶体析出,表明该溶剂是低共熔溶剂。实施例2中的NH4SCN-己内酰胺体系中加入水,使得NH4SCN、己内酰胺和水的摩尔比为1:3:1,将此三元体系置于-2℃下12h无晶体析出,表明该溶剂是低共熔溶剂。
实施例6
将实施例2的不同种类的低共熔溶剂中加入水,使NH4SCN:水摩尔比为1:0.1~1:1,如表5所示。在40℃下测试加入水后的低共熔溶剂的粘度(如表5所示),可以看出低共熔溶剂的粘度随着水含量的增加显著降低(低共熔溶剂记为DES)。
测试加入水后的低共熔溶剂对氨气的吸附量,吸附氨气的方法步骤重复实施例1,但是与实施例1不同的是:将吸收温度替换为40℃,测试结果见表5,可以看出加入少量的水不但能降低低共熔溶剂的粘度,而且能提高低共熔溶剂对氨气的吸收容量。
表5不同含水量的三元DES粘度和吸收结果表
实施例7
实施例5中所合成的DES(DES为低共熔溶剂)3.50g加入到鼓泡器中,在温度为50℃下,通入流量为100mL/min的N2,通气时间为5h后,通过称重法确定DES的质量损失量,进而计算DES的损失率,结果如表6所示。例如NH4SCN、甘油和水以摩尔比为2:3:1组成的DES,通过称重法确定DES的质量损失量为0.033g,进而计算DES的损失率为0.94%。从表5中可以看出,溶剂中水含量不宜过高,过高会导致氨气在再生条件下带出水分,难以分离。
表6 DES通N25h后质量损失率结果
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举,本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。
Claims (5)
1.一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂,其特征在于包括氢键受体、氢键供体和水,所述氢键受体为硫氰酸铵,所述氢键供体为甘油、1,3-丙二醇、乙二醇、乙二醇缩合物、尿素、乙酰胺、己内酰胺中的一种或两种以上混合物;
氢键供体与硫氰酸铵的摩尔比为1:1~6:1;
硫氰酸铵与水的摩尔比为1:0.1~1:5。
2.如权利要求1所述的硫氰酸铵基低共熔溶剂吸收氨气的工艺方法,其特征在于以所述硫氰酸铵基低共熔溶剂为吸收剂,在吸收温度为10℃~60℃及吸收压力为0.005 ~0.2MPa下,吸收氨气或含有氨气的混合气,然后进行汽提或闪蒸,将吸收剂中的氨气解吸,以实现吸收剂的再生和氨气的回收。
3.如权利要求2所述的硫氰酸铵基低共熔溶剂吸收氨气的工艺方法,其特征在于吸收温度为20℃~55℃,吸收压力为0.1MPa。
4.如权利要求2所述的硫氰酸铵基低共熔溶剂吸收氨气的工艺方法,其特征在于汽提的温度为30~100℃,汽提采用的载气为N2。
5.如权利要求2所述的硫氰酸铵基低共熔溶剂吸收氨气的工艺方法,其特征在于闪蒸的温度为30~100℃,闪蒸的压力为0.0001~0.1MPa。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811455383.6A CN109260896B (zh) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂及氨气的吸附方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811455383.6A CN109260896B (zh) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂及氨气的吸附方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109260896A CN109260896A (zh) | 2019-01-25 |
CN109260896B true CN109260896B (zh) | 2021-02-26 |
Family
ID=65186650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811455383.6A Active CN109260896B (zh) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂及氨气的吸附方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109260896B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112717633A (zh) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种含氯挥发性有机物废气的处理方法 |
CN112374980B (zh) * | 2020-11-17 | 2022-05-31 | 河北美星化工有限公司 | 一种低共熔离子液体及其应用 |
CN113117455B (zh) * | 2021-04-12 | 2022-11-22 | 江西师范大学 | 氯化胆碱-甘油低共熔溶剂在吸收HCl气体中的应用 |
CN113764713B (zh) * | 2021-08-03 | 2023-10-13 | 江苏大学 | 一种基于三元低共熔溶剂的液流电池 |
CN115888327B (zh) * | 2022-11-09 | 2024-07-09 | 福州大学 | 一种无氯低共熔溶剂氨气吸收剂 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62500505A (ja) * | 1984-10-17 | 1987-03-05 | ラッセル ビルゴアー | 空気の浄化方法 |
EP0541669A1 (en) * | 1990-07-27 | 1993-05-19 | Aalborg Ciserv International A/S | Method and apparatus for reducing the contents of nitrogen oxides in combustion effluent gas |
CN104887723A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-09 | 天津理工大学 | 一种利用低共熔溶剂提取银杏叶中黄酮类化合物的方法 |
CN105916807A (zh) * | 2013-09-24 | 2016-08-31 | 康斯乔最高科学研究公司 | 采用低共熔溶剂的石墨剥离 |
CN108179021A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-06-19 | 江苏大学 | 一种磺酸基杂多酸盐耦合低共熔溶剂催化燃油脱硫的方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2128955A5 (zh) * | 1971-03-09 | 1972-10-27 | Inst Francais Du Petrole | |
DE102004053167A1 (de) * | 2004-11-01 | 2006-05-04 | Degussa Ag | Polymere Absorptionsmittel für die Gasabsorption und Absorptionsprozess |
US9162177B2 (en) * | 2012-01-25 | 2015-10-20 | Alstom Technology Ltd | Ammonia capturing by CO2 product liquid in water wash liquid |
CN103752132A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-30 | 浙江工业大学 | 一种用于吸收温室气体co2的低共熔离子液体及其制备方法和应用 |
CN107096352B (zh) * | 2016-02-23 | 2020-05-19 | 北京化工大学 | 一种可再生低共熔溶剂吸收so2的方法 |
CN106474873B (zh) * | 2016-11-16 | 2019-04-23 | 浙江大学 | 一种从含氨废气中吸收分离氨气的方法 |
CN107899371B (zh) * | 2017-12-27 | 2021-02-02 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种离子型低共熔溶剂高效可逆吸收氨气的方法 |
CN108452640B (zh) * | 2018-04-10 | 2021-01-19 | 南昌大学 | 一种三元低共熔溶剂 |
-
2018
- 2018-11-30 CN CN201811455383.6A patent/CN109260896B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62500505A (ja) * | 1984-10-17 | 1987-03-05 | ラッセル ビルゴアー | 空気の浄化方法 |
EP0541669A1 (en) * | 1990-07-27 | 1993-05-19 | Aalborg Ciserv International A/S | Method and apparatus for reducing the contents of nitrogen oxides in combustion effluent gas |
CN105916807A (zh) * | 2013-09-24 | 2016-08-31 | 康斯乔最高科学研究公司 | 采用低共熔溶剂的石墨剥离 |
CN104887723A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-09 | 天津理工大学 | 一种利用低共熔溶剂提取银杏叶中黄酮类化合物的方法 |
CN108179021A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-06-19 | 江苏大学 | 一种磺酸基杂多酸盐耦合低共熔溶剂催化燃油脱硫的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Screening of deep eutectic solvents (DESs) as green CO2 sorbents: from solubility to viscosity;Shokat Sarmad et,al.;《NEW JOURNAL OF CHEMISTRY》;ROYAL SOC CHEMISTRY;20161129;第41卷(第1期);第11404-11412页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109260896A (zh) | 2019-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109260896B (zh) | 一种用于吸收氨气的硫氰酸铵基低共熔溶剂及氨气的吸附方法 | |
US11000830B2 (en) | Low cost immobilized amine regenerable solid sorbents | |
CN107715845B (zh) | 一种烟气脱硫脱硝吸附剂及其制备和使用方法 | |
Choo et al. | Hydrogen sulfide adsorption by alkaline impregnated coconut shell activated carbon | |
US9968880B2 (en) | Regenerative absorbents of modified amines on nano-structured supports | |
Lin et al. | Characteristics, application and modeling of solid amine adsorbents for CO2 capture: A review | |
CN110801711B (zh) | 一种捕集二氧化碳的相变吸收剂及捕集二氧化碳的方法 | |
CN103785349B (zh) | 一种固态胺气体吸附材料的制备方法 | |
CN108993125B (zh) | 一种脱除空气和烟道气中二氧化碳的低共熔溶剂 | |
US10722838B2 (en) | Carbon dioxide absorbent and carbon dioxide separation and recovery system | |
Chaemchuen et al. | From biogas to biofuel: materials used for biogas cleaning to biomethane | |
Li et al. | Highly efficient absorption and separation of NH3 by simple lithium deep eutectic solvents | |
CN110052119B (zh) | 有机溶剂吸收提浓工业酸性气中硫化氢及资源利用的方法 | |
CN110523374A (zh) | 一种吸附分离ch4/n2、c2h6/ch4的大米基颗粒状碳材料及其制备方法与应用 | |
CN111375274B (zh) | 一种含so2气体的处理方法及装置 | |
CN113101782B (zh) | 一种功能化离子液体吸收液及其制备方法和应用 | |
RU2576634C1 (ru) | Адсорбент для улавливания, концентрирования и хранения диоксида углерода | |
CN102000474A (zh) | 一种捕集或分离二氧化碳的混合吸收剂 | |
CN102553433B (zh) | 一种用于脱除燃煤烟气中co2的装置及方法 | |
Tian | Applications of green solvents in toxic gases removal | |
CN109012034A (zh) | 一种相变吸收酸性气体的方法 | |
CN110898617A (zh) | Co2吸收剂及其吸收、再生的方法 | |
Stefanov et al. | Integrated absorption-adsorption process for waste-free decontamination of gases from sulfur dioxide. Part 1. Choice of ion-exchange resin and adsorption and desorption parameters | |
CN114931930B (zh) | 一种氨气吸附氧化材料及其应用 | |
CN116236883A (zh) | 一种用于so2捕集的分相阈值可控的水系液-液相变吸收剂及其应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |