基于鐵基離子液體的脫硫液組成優(yōu)化及氧化脫硫性能研究.pdf

1、硫化氫(H2S)作為一種常見的有毒惡臭氣體，對人們的日常生活和化工生產(chǎn)都有著一定的負(fù)面影響。因此，針對H2S的高效脫除技術(shù)研究顯得特別重要。鐵基離子液體(Fe-IL)作為一種新型脫硫劑，在催化氧化脫除H2S方面已取得了一定的進(jìn)展。然此法由于在脫硫過程中存在氣液傳質(zhì)效率較低、三價(jià)鐵活性不高等缺陷，導(dǎo)致脫硫液易被擊穿、硫容較小和再生緩慢等問題。因此在Fe-IL脫硫劑的基礎(chǔ)上，針對氣液傳質(zhì)效率緩慢而加入非質(zhì)子強(qiáng)極性溶劑——1，3-二甲基-2-

2、咪唑啉酮(DMI)以改善脫硫液對H2S的溶解性;針對三價(jià)鐵活性不高而加入鋅基離子液體(Zn-IL)或錳基離子液體(Mn-IL)形成二元復(fù)合金屬基離子液體（Fe-Zn-IL或Fe-Mn-IL），借助復(fù)合金屬間協(xié)同作用以達(dá)到強(qiáng)化脫硫的目的，構(gòu)建Fe-Zn-IL/DMI或Fe-Mn-IL/DMI高效脫硫體系。
　　本文以1-丁基-3-甲基氯代咪唑([Bmim]Cl)和FeCl3·6H2O、ZnCl2、MnCl2合成了Fe-Zn和Fe-M

3、n二元復(fù)合離子液體，脫硫?qū)嶒?yàn)表明:復(fù)合金屬離子液體脫硫效果明顯優(yōu)于單金屬脫硫劑，且隨著Zn-IL或Mn-IL質(zhì)量的增加，脫硫率整體呈遞增趨勢;以Fe-IL和DMI合成脫硫液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:此復(fù)合液脫硫效果明顯的優(yōu)于復(fù)合金屬離子液體，且當(dāng)DMI與Fe-IL質(zhì)量比為3∶20時(shí)，脫硫效果達(dá)最優(yōu)。以DMI、Fe-IL、Zn-IL和Mn-IL合成了三組分Fe-Zn-IL/DMI、Fe-Mn-IL/DMI復(fù)合脫硫液，其中DMI∶Fe-IL=3∶20

4、，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著Zn-IL或Mn-IL質(zhì)量的增加，脫硫率呈先遞增后遞減的趨勢，當(dāng)Mn-IL為Fe-IL質(zhì)量20％時(shí)，F(xiàn)e-Mn-IL/DMI脫硫效果最優(yōu)，反應(yīng)240 min脫硫率都在99％以上;當(dāng)Zn-IL為Fe-IL質(zhì)量10％時(shí)，F(xiàn)e-Zn-IL/DMI脫硫效果最優(yōu)，反應(yīng)600 min脫硫率都可維持在99％以上，即Fe-Zn-IL/DMI脫硫效果明顯的優(yōu)于Fe-Mn-IL/DMI。
　　以Fe-Zn-IL/DMI為脫硫液，其

5、中Fe-IL∶Zn-IL∶DMI=20∶2∶3，考查不同工藝參數(shù)（如溫度、水汽、流量和進(jìn)氣濃度等）對脫硫性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:此復(fù)合脫硫液在常溫(20～30℃)，無水汽的情況下，進(jìn)氣H2S濃度為8000 ppm，進(jìn)氣流量為40 mL·min-1時(shí)，可維持600 min內(nèi)脫硫率99％以上。反應(yīng)后的脫硫液可利用空氣再生，再生后的溶液可維持反應(yīng)360 min脫硫率在90％以上。
　　然后對脫硫產(chǎn)物沉淀進(jìn)行XRD、顯微鏡分析;對復(fù)合液