離子交換法脫除HPP-SO2吸收體系中SO42-的研究.pdf

1、以含高濃度SO42-的HPP(N，N'-二(2-羥丙基)哌嗪）脫硫胺液為研究對(duì)象，采用靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法，篩選出A222型離子交換樹(shù)脂用來(lái)脫除熱穩(wěn)定性鹽陰離子，并研究A222型樹(shù)脂的脫鹽穩(wěn)定性及再生性，用分析表征手段研究A222樹(shù)脂對(duì)水溶液中HPP和SO42-的交換過(guò)程，優(yōu)化離子交換的工藝條件，考察了F-、Cl-、NO3-的存在對(duì)SO42-交換的影響，從熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)角度對(duì)離子交換傳質(zhì)理論進(jìn)行了分析。
　　通過(guò)對(duì)6種樹(shù)脂在交換性能、再

2、生能力、樹(shù)脂浸漬穩(wěn)定性的比較，篩選出A222強(qiáng)堿Ⅱ型性苯乙烯系凝膠型離子交換樹(shù)脂，在HPP溶液中對(duì)SO42-的交換量為139.5 mg·g-1，理論動(dòng)態(tài)交換量可達(dá)196.9 mg·g-1，能夠高效脫除SO42-的同時(shí)，對(duì)HPP幾乎無(wú)吸附，且長(zhǎng)時(shí)間使用后樹(shù)脂機(jī)械強(qiáng)度和交換性能比較穩(wěn)定。
　　用FTIR、TG、SEM、BET手段表征了A222樹(shù)脂在HPP-SO42-的作用過(guò)程，表明樹(shù)脂能通過(guò)物理作用吸附微量HPP，與SO42-間有化學(xué)

3、鍵的生成。在最優(yōu)交換工藝條件——即50℃水浴震蕩120 min、HPP為0.5 mol·L-1、SO42-為0.3mol·L-1、pH值5.1、固液比80 g·L-1時(shí)，A222樹(shù)脂對(duì)SO42-的平衡交換量為163.6mg·g-1。用4％ NaOH溶液作再生劑，在3 ml·min-1的流速下動(dòng)態(tài)淋洗2h，A222樹(shù)脂的再生率可達(dá)到99％以上，循環(huán)使用10次過(guò)程中，樹(shù)脂的再生率均保持在在95％以上。
　　A222樹(shù)脂對(duì)4種離子的選擇

4、性大小為:SO42-＞NO3-＞Cl-＞F-;Freundlich能較好的擬合A222樹(shù)脂在HPP溶液中對(duì)SO42-的交換規(guī)律，等溫交換特征常數(shù)n＞1，表明SO42-在樹(shù)脂表面易于被吸附。在低濃度HPP水溶液中，SO42-在A222樹(shù)脂上的交換過(guò)程是自發(fā)(△G＜O)、吸熱(△H＞O)、熵增(△S＞0)的過(guò)程。動(dòng)力學(xué)研究表明，A222樹(shù)脂對(duì)SO42-的交換過(guò)程近似準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)，顆粒擴(kuò)散是離子交換過(guò)程的主要速率控制步驟;可由顆粒擴(kuò)散的表觀速率