叔胺-CO2对水中氯离子萃取过程研究*
2021-07-07高美娟赵晓玲
化学工程师 2021年6期
高美娟,赵晓玲,李 艳
(1.榆林职业技术学院,陕西 榆林 719000;2.榆林市计量技术研究院 陕西 榆林 719000)
燃煤电站烟气脱硫工艺产生含氯废水超出国家排放标准,循环水中Cl-含量过高会降低烟气脱硫效率、加速设备腐蚀、对环境负荷较大,通过环保、经济的工艺分离废水中的Cl-,使其浓度达到安全排放标准的意义重大。
溶液萃取是一种物理或伴有化学反应的传质过程,溶剂中常量浓度离子可进行单级(或多级)分离[2]。萃取所需设备简单、能耗较低,萃取剂通过返萃工艺可循环使用。萃取过程中伴有的化学反应与萃取相互促进,称为萃取和反应耦合过程。
萃取水中Cl-的常规方式:H2SO4将含氯水相调至酸性,有机胺类萃取剂与水相的H+和Cl-发生络合反应,Cl-以HCl的形式被萃入有机相,萃取和反应耦合如下[1]:

由于H2SO4管控严格,水相调酸脱除Cl-的应用受到限制。相关研究发现,CO2的溶解-电离可调节萃取过程水相酸性,经萃取和反应耦合将CO2固定转化为碳酸盐,Cl-以HCl形式与有机胺络合从水相分离,该过程可在一定程度上替代H2SO4的使用,也为CO2的固定减排提供了新的途径和思路。CO2在有机胺-水相中的固定及Cl-萃取过程较为复杂,涉及到气相-含Cl-水相-有机相的非均相反应(CO2的溶解速率和电离程度;碳酸盐在水相中的溶解程度;有机胺萃取饱和程度),故该体系很难用一般的动力学模型进行分析和阐述[3]。
本研究以CO2在萃取体系中的分步吸收及连续稳态传质为基础,选用常规非水溶性叔胺萃取体系,利用恒定容积法测定了CO2在萃取体系变压吸收情况;……
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