CN110448994B - 一种可再生胺基功能化低共熔溶剂捕集no的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可再生胺基功能化低共熔溶剂捕集NO的工艺方法。该方法包括以胺基盐酸盐为氢键受体与以多元醇为氢键供体并按照一定摩尔比形成的低共熔溶剂作为吸收剂;在温度为20℃~60℃、NO体积浓度为0.05%~2%下吸收烟气中的NO;采用闪蒸的方法在温度80℃~120℃、1kPa~20kPa下实现胺基功能化低共熔溶剂再生及回收烟气中的NO。本方法可实现快速高效的吸收烟气中的NO,并实现吸收剂的再生及NO的资源化,同时本方法中所用的低共熔溶剂具有无毒、环境友好的特点,可有效降低吸收剂对环境造成的污染。
Description
技术领域
本发明属于烟气脱硝领域,涉及一种可再生胺基功能化低共熔溶剂捕集一氧化氮(NO)的工艺方法。该方法包括以胺基盐酸盐为氢键受体与以多元醇为氢键供体并按照一定摩尔比形成的胺基功能化低共熔溶剂作为吸收剂,在20℃~60℃、NO的体积浓度为0.05%~2%条件下吸收烟气中的NO,然后采用闪蒸的方法再生胺基功能化低共熔溶剂及回收所吸收的NO。
技术背景
煤炭是我国重要的一次能源,其主要用途是燃煤发电。在我国电能来源中,煤电占到60%以上。每年煤炭的燃烧产生大量的氮氧化物,其中95%以上都是一氧化氮(NO)。NO是一种主要的大气污染物。如果将煤炭燃烧产生的NO排放,不仅会造成酸雨和光化学污染等环境问题,还会危害人和动植物的生存。此外,NO也是一种重要的化工原料,可用于生产硝酸(HNO3)和多种含NO的药物。因此,对煤炭燃烧后烟气中的NO进行捕集及资源化利用具有重要的生态、社会、经济效益。
目前,以氨气为还原剂的选择性催化还原法(SCR)是应用最为广泛的烟气脱除氮氧化物(脱硝)方法,但成本较高,消耗氨气,且存在氨气泄漏、催化剂易失活等缺点。其他的方法如等离子去除法、活性炭吸附法等的可行性与经济性还有待进一步研究。生物法由于其运行成本小、无二次污染等优点,受到广泛关注,但目前的研究都集中在直接氧化或还原,由于NO难溶于水,直接使生物法的去除效率受到限制。离子液体由于其具有较低的蒸气压、较宽的液体温度范围、极高的稳定性及阴阳离子结构可调的特点在捕集NO方面受到人们的关注。但离子液体普遍存在成本高、粘度大、不易生物降解等问题,限制了其进一步的工业应用。
低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)由于其合成简单、纯度高、成本低、易生物降解等特性,被认为是新型的类离子液体。但目前DES在烟气脱硝方面的研究较少。Duan等(E.Duan,B.Guo,D.D.Zhang,L.Shi,H.Sun,Y.N.Wang.Absorption of NO and NO2in caprolactam tetrabutyl ammonium halide ionic liquids.J.Air WasteManage.Assoc.2011,61(12):1393-1397.)设计了一系列以己内酰胺为氢键供体以四丁基卤化胺为氢键受体的DES并将其用于NO的捕集。Sun等(Y.L.Sun,G.S.Wei,X.W.Tan,Z.H.Huang,L.H.Zhang,Highly efficient nitric oxide absorption byenvironmentally friendly deep eutectic solvents based on 1,3-dimethylthiourea,Energy Fuels,2017,(31),12439-12445.)报道了一系列以1,3-二甲基硫脲为氢键供体的DES并将其用于NO的捕集。但是这些DES吸收NO主要是物理吸收,对高浓度NO有较高的吸收量,对低浓度NO有较小的吸收量,因此这两个文献中只涉及高浓度NO的吸收。然而烟气中NO的浓度很低,一般低于2%,需要有作用力强的可发生弱化学作用的吸收。
因此,开发一种可逆吸收低浓度下NO技术对于实现烟气净化和NO的回收具有重要的意义。本方法以胺基功能化低共熔溶剂作为吸收剂吸收烟气中的NO,该吸收剂的胺基盐酸盐中的胺基可以与NO发生弱化学作用,提高对低浓度NO的吸收。与传统方法相比,本发明的吸收剂具有诸多优势,如吸收剂无毒且环境友好,可以重复利用,解吸出的NO可以资源化利用等。与之前发明的吸收剂相比,本方法在较低的NO分压下仍具有较高的NO吸收能力,因此本方法更适用于低分压下NO的吸收,更贴近实际烟气的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种以胺基盐酸盐为氢键受体与以多元醇为氢键供体并按照一定摩尔比形成的胺基功能化低共熔溶剂作为吸收剂,高效吸收烟气中NO并实现吸收剂再生以及NO回收的工艺方法。
本发明的目的是采用如下技术方案来实现的。
一种胺基功能化低共熔溶剂捕集烟气中NO及再生的工艺方法。该方法包括以胺基盐酸盐为氢键受体与以多元醇为氢键供体并按照一定摩尔比形成的胺基功能化低共熔溶剂作为吸收剂,在温度为20℃~60℃、NO体积浓度为0.05%~2%条件下吸收烟气中的NO,然后采用闪蒸的方法再生胺基功能化低共熔溶剂及回收所吸收的NO。
上述方法中,所述的胺基功能化低共熔溶剂氢键受体选自二乙烯三胺一盐酸盐([DETA]Cl),二乙烯三胺二盐酸盐([DETA]Cl2),三乙烯四胺一盐酸盐([TETA]Cl),三乙烯四胺二盐酸盐([TETA]Cl2),三乙烯四胺三盐酸盐([TETA]Cl3),四乙烯五胺一盐酸盐([TEPA]Cl),四乙烯五胺二盐酸盐([TEPA]Cl2),四乙烯五胺三盐酸盐([TEPA]Cl3),四乙烯五胺四盐酸盐([TEPA]Cl4)。
上述方法中,所述的胺基功能化低共熔溶剂氢键供体选自乙二醇(EG),丙三醇(Gy),1,3-丙二醇(PG),聚乙二醇(PEG)。
上述方法中,所述的形成胺基功能化低共熔溶剂的氢键受体与氢键供体的摩尔比为1:1~1:9。
上述方法中,所述的再生闪蒸温度为80℃~120℃。
上述方法中,所述的再生闪蒸压力为1kPa~20kPa。
本发明方法的原理是:胺基盐酸盐中的胺基(包括伯胺基和仲胺基)具有较强的碱性和亲核性,而NO可视为一种路易斯酸,当胺基功能化低共熔溶剂中的胺基与NO接触后,可与NO发生可逆的化学反应;在解吸时,温度升高后,胺基与NO间的作用力减弱,导致其吸收平衡被移动,因此在闪蒸的条件下吸收的NO可以被解吸出来,同时吸收剂得到再生。
与现有的技术相比,本发明具有以下优点:(1)与现有的液体吸收剂相比较,(a)胺基功能化低共熔溶剂,具有易合成、成本低、可重复使用的优点;(b)具有功能化的特性,即对烟气中低浓度NO具有较高的吸收量。(2)与传统的SCR法相比较,(a)可以回收烟气中的NO;(b)不消耗氨气。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明提供的用胺基功能化低共熔溶剂吸收NO的工艺方法作进一步详细的说明,但并不因此而限制本发明。
实施例1
按摩尔比1:1用天平称取四乙烯五胺(TEPA)56.4502g,用量筒量取1mol/L盐酸水溶液250ml加入到1L圆底烧瓶中,在室温下磁力搅拌12h。然后在温度70℃下旋蒸除去多余的水分,并在100℃下用N2吹扫至恒重,得到[TEPA]Cl。按摩尔比1:5称取[TEPA]Cl14.3674g和EG 19.7537g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到34.1211g低共熔溶剂([TEPA]Cl-EG,n[TEPA]Cl:nEG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.9555g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为0.4%,N2体积含量为99.6%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度30℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.1173g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.060gNO/g DES。将上述富液加热至80℃,在1kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.1044g,其解吸率达89%。
实施例2
采用实施例1的方法制取氢键受体[TEPA]Cl。按摩尔比1:5称取[TEPA]Cl15.6674g和PEG 69.3862g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到85.0536g低共熔溶剂([TEPA]Cl-PEG,n[TEPA]Cll:nPEG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.9573g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为0.4%,N2体积含量为99.6%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度20℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.3719g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.19g NO/g DES。将上述富液加热至120℃,在10kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.3682g,其解吸率达99%。
实施例3
采用实施例1的方法制取氢键受体[TEPA]Cl。按摩尔比1:5称取[TEPA]Cl12.7135g和PG 21.4238g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到34.1368g低共熔溶剂([TEPA]Cl-PG,n[TEPA]Cl:nPG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.7944g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为0.09%,N2体积含量为99.91%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度20℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.2153g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.12g NO/g DES。将上述富液加热至90℃,在10kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.1938g,其解吸率达90%。
实施例4
采用实施例1的方法制取氢键受体[TEPA]Cl。按摩尔比1:5称取[TEPA]Cl13.7283g和Gy 27.9947g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到41.7230g低共熔溶剂([TEPA]Cl-Gy,n[TEPA]Cl:nGy=1:5)。称取该低共熔溶剂1.9009g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为0.20%,N2体积含量为99.8%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度60℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.0950g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.05g NO/g DES。将上述富液加热至100℃,在10kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.0884g,其解吸率达93%。
实施例5
按摩尔比1:1用天平称取二乙烯三胺(DETA)25.7925g,用量筒量取1mol/L盐酸水溶液250ml加入到1L圆底烧瓶中,在室温下磁力搅拌12h。然后在温度70℃下旋蒸除去多余的水分,并在100℃下用N2吹扫至恒重,得到[DETA]Cl。按摩尔比1:5称取[DETA]Cl13.1325g和PEG 100.5013g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到113.6338g低共熔溶剂([DETA]Cl-PEG,n[DETA]Cl:nPEG=1:5)。称取该低共熔溶剂2.0382g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为0.1%,N2体积含量为99.9%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度50℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.0408g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.02gNO/g DES。将上述富液加热至80℃,在10kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.0334g,其解吸率达82%。
实施例6
按摩尔比1:2用天平称取二乙烯三胺25.7925g,用量筒量取1mol/L盐酸水溶液500ml加入到1L圆底烧瓶中,在室温下磁力搅拌12h。然后在温度70℃下旋蒸除去多余的水分,并在100℃下用N2吹扫至恒重,得到[DETA]Cl2。按摩尔比1:5称取[DETA]Cl2 13.1092g和PEG 74.4122g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到87.5212g低共熔溶剂([DETA]Cl2-PEG,n[DETA]Cl2:nPEG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.9910g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为1.0%,N2体积含量为99.0%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度20℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.2389g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.12g NO/g DES。将上述富液加热至80℃,在1kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.2102g,其解吸率达88%。
实施例7
按摩尔比1:1用天平称取三乙烯四胺(TETA)45.6825g,用量筒量取1mol/L盐酸水溶液250ml加入到1L圆底烧瓶中,在室温下磁力搅拌12h。然后在温度70℃下旋蒸除去多余的水分,并在100℃下用N2吹扫至恒重,得到[TETA]Cl。按摩尔比1:5称取[TETA]Cl 7.0825g和PEG 38.7594g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到45.8419g低共熔溶剂([TETA]Cl-PEG,n[TETA]Cl:nPEG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.9655g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为2.0%,N2体积含量为98.0%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度40℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.3145g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.16g NO/g DES。将上述富液加热至80℃,在20kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.2264g,其解吸率达72%。
实施例8
按摩尔比1:2用天平称取三乙烯四胺45.6825g,用量筒量取1mol/L盐酸水溶液500ml加入到1L圆底烧瓶中,在室温下磁力搅拌12h。然后在温度70℃下旋蒸除去多余的水分,并在100℃下用N2吹扫至恒重,得到[TETA]Cl2。按摩尔比1:5称取[TETA]Cl2 10.0425g和PEG 45.8081g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到55.8506g低共熔溶剂([TETA]Cl2-PEG,n[TETA]Cl2:nPEG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.9533g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为0.4%,N2体积含量为99.6%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度20℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.1953g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.10g NO/g DES。将上述富液加热至120℃,在1kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.1953g,其解吸率达100%。
实施例9
按摩尔比1:3用天平称取三乙烯四胺45.6825g,用量筒量取1mol/L盐酸水溶液750ml加入到1L圆底烧瓶中,在室温下磁力搅拌12h。然后在温度70℃下旋蒸除去多余的水分,并在100℃下用N2吹扫至恒重,得到[TETA]Cl3。按摩尔比1:5称取[TETA]Cl3 9.3692g和PEG 36.6371g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到46.0063g低共熔溶剂([TETA]Cl3-PEG,n[TETA]Cl3:nPEG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.7974g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为2.0%,N2体积含量为98.0%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度30℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.2157g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.12g NO/g DES。将上述富液加热至90℃,在15kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.1876g,其解吸率达87%。
实施例10
按摩尔比1:2用天平称取四乙烯五胺47.3250g,用量筒量取1mol/L盐酸水溶液500ml加入到1L圆底烧瓶中,在室温下磁力搅拌12h。然后在温度70℃下旋蒸除去多余的水分,并在100℃下用N2吹扫至恒重,得到[TEPA]Cl2。按摩尔比1:5称取[TEPA]Cl2 7.9256g和PEG 30.9921g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到38.9177g低共熔溶剂([TEPA]Cl2-PEG,n[TEPA]Cl2:nPEG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.9010g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为0.2%,N2体积含量为99.8%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度30℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.1711g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.09g NO/g DES。将上述富液加热至80℃,在1kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.1523g,其解吸率达89%。
实施例11
按摩尔比1:3用天平称取四乙烯五胺47.3250g,用量筒量取1mol/L盐酸水溶液750ml加入到2L圆底烧瓶中,在室温下磁力搅拌12h。然后在温度70℃下旋蒸除去多余的水分,并在100℃下用N2吹扫至恒重,得到[TEPA]Cl3。按摩尔比1:5称取[TEPA]Cl3 10.2768g和PEG 34.3836g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到44.6704g低共熔溶剂([TEPA]Cl3-PEG,n[TEPA]Cl3:nPEG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.9910g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为1.0%,N2体积含量为99.0%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度30℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.1991g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.10g NO/g DES。将上述富液加热至80℃,在10kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.1652g,其解吸率达83%。
实施例12
按摩尔比1:4用天平称取四乙烯五胺47.3250g,用量筒量取1mol/L盐酸水溶液1000ml加入到2L圆底烧瓶中,在室温下磁力搅拌12h。然后在温度70℃下旋蒸除去多余的水分,并在100℃下用N2吹扫至恒重,得到[TEPA]Cl4。按摩尔比1:5称取[TEPA]Cl4 13.9583g和PEG 41.6045g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到55.5628g低共熔溶剂([TEPA]Cl4-PEG,n[TEPA]Cl4:nPEG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.2368g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为0.9%,N2体积含量为99.1%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度30℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.0989g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.08g NO/g DES。将上述富液加热至80℃,在15kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.0752g,其解吸率达76%。
实施例13
采用实施例1的方法制取氢键受体[TEPA]Cl。按摩尔比1:1称取[TEPA]Cl10.3745g和PEG 9.1891g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到19.5636g低共熔溶剂([TEPA]Cl-PEG,n[TEPA]Cl:nPEG=1:1)。称取该低共熔溶剂1.8972g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为2.0%,N2体积含量为98.0%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度40℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.2466g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.13g NO/g DES。将上述富液加热至80℃,在10kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.2022g,其解吸率达82%。
实施例14
采用实施例1的方法制取氢键受体[TEPA]Cl。按摩尔比1:3称取[TEPA]Cl12.3875g和PEG 32.9163g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到45.3038g低共熔溶剂([TEPA]Cl-PEG,n[TEPA]Cl:nPEG=1:3)。称取该低共熔溶剂1.9352g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为1.0%,N2体积含量为99.0%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度60℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.1548g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.08g NO/g DES。将上述富液加热至120℃,在10kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.1393g,其解吸率达99%。
实施例15
采用实施例1的方法制取氢键受体[TEPA]Cl。按摩尔比1:7称取[TEPA]Cl6.4958g和PEG 40.2751g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到46.7709g低共熔溶剂([TEPA]Cl-PEG,n[TEPA]Cl:nPEG=1:7)。称取该低共熔溶剂1.3684g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为0.6%,N2体积含量为99.4%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度40℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.1505g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.11g NO/g DES。将上述富液加热至80℃,在20kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.1099g,其解吸率达73%。
实施例16
采用实施例1的方法制取氢键受体[TEPA]Cl。按摩尔比1:9称取[TEPA]Cl3.4585g和PEG 27.5700g加入到250ml圆底烧瓶中,在60℃下磁力搅拌1h。然后冷却到室温,可得到31.0285g低共熔溶剂([TEPA]Cl-PEG,n[TEPA]Cl:nPEG=1:9)。称取该低共熔溶剂1.8972g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为2.0%,N2体积含量为98.0%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度20℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.2277g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.12g NO/g DES。将上述富液加热至80℃,在20kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.1639g,其解吸率达72%。
实施例17
采用实施例2的方法制取低共熔溶剂[TEPA]Cl-PEG(n[TEPA]Cl:nPEG=1:5)称取该低共熔溶剂1.4748g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量为0.05%,N2体积含量为99.5%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度20℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,采用称重法测量NO的吸收量为0.1622g,计算得到该吸收剂吸收NO的容量为0.11g NO/g DES。将上述富液加热至120℃,在2kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,采用称重法测量解吸出NO的质量为0.1622g,其解吸率达100%。
实施例18
采用实施例2的方法制取低共熔溶剂[TEPA]Cl:PEG(n[TEPA]Cl:nPEG=1:5)。称取该低共熔溶剂1.2338g,加入到自制的鼓泡式脱硝装置中,将模拟烟气(NO体积含量0.16%,N2体积含量99.84%)以50ml/min的速率通入脱硝装置中,吸收温度30℃。待达到吸收饱和得到含NO的富液,该吸收剂吸收NO的容量为0.14g NO/g DES。将上述富液加热至80℃,在1kPa压力下进行闪蒸,解吸出所吸收的NO,回收NO和再生吸收剂,将解吸后的贫液用于重吸收模拟烟气中的NO。经过5次吸收、解吸循环,吸收剂的5次吸收容量分别为0.14g NO/g DES,0.14gNO/g DES,0.13g NO/g DES,0.15g NO/g DES,0.14g NO/g DES;5次解吸出NO的质量分别为0.1537g,0.1555g,0.1444g,0.1666g,0.1537g;对应的5次解吸率分别为89%,90%,90%,90%,89%。
Claims (4)
1.一种可再生胺基功能化低共熔溶剂捕集NO的方法,该方法包括以胺基盐酸盐为氢键受体与以多元醇为氢键供体并按照给定摩尔比形成的胺基功能化低共熔溶剂作为吸收剂,在温度为20℃~60℃、NO体积浓度为0.05%~2%条件下吸收烟气中的NO,然后采用闪蒸的方法再生胺基功能化低共熔溶剂及回收所吸收的NO;
其中,所述的胺基功能化低共熔溶剂氢键受体选自二乙烯三胺一盐酸盐,二乙烯三胺二盐酸盐,三乙烯四胺一盐酸盐,三乙烯四胺二盐酸盐,三乙烯四胺三盐酸盐,四乙烯五胺一盐酸盐,四乙烯五胺二盐酸盐,四乙烯五胺三盐酸盐,四乙烯五胺四盐酸盐;
所述的胺基功能化低共熔溶剂氢键供体选自乙二醇,丙三醇,1,3-丙二醇,聚乙二醇。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的形成胺基功能化低共熔溶剂的氢键受体与氢键供体的摩尔比为1:1~1:9。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的再生胺基功能化低共熔溶剂的闪蒸温度为80℃~120℃。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的再生胺基功能化低共熔溶剂的闪蒸压力为1kPa ~20kPa。
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