CO 2 和NH 3 在离子液体中的溶解度模型选择及其捕集工艺

发布时间：2024-04-24 22:29

　　工业废气中NH₃、CO₂、CH₄、C₂H₆捕集回收能够带来一定的经济和环境效益,与传统溶剂相比,采用离子液体做吸收剂不会产生环境污染,循环利用率高。本文结合国内外研究现状采用离子液体做溶剂进行工业废气的吸收与分离,以工业废气在离子液体中的溶解度模型为研究基点,采用量子力学方法计算离子液体的结构参数,利用热力学模型估算缺失的物性,在Aspen Plus中自定义离子液体组分,通过流程模拟探究分离的可行性与经济性。计算了NH₃在6种咪唑类离子液体中的溶解度,采用预测型热力学模型UNIFAC进行NH₃与离子液体的气液相平衡计算,获得NH₃在不同离子液体中的溶解度变化规律,通过离子液体中阳离子和阴离子对溶解度的影响的分析,得出结论离子液体的阴离子对溶解度影响顺序为[BF₄]ˉ>[Tf₂N]ˉ>[PF₆]ˉ,阳离子对溶解度的影响顺序为[omim]<...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 离子液体简介
    1.3 离子液体在工业中的的应用
        1.3.1 离子液体在CO₂吸收中的应用
        1.3.2 离子液体在萃取精馏中的应用
        1.3.3 离子液体在吸收过程中的应用
        1.3.4 离子液体在膜分离过程中的应用
        1.3.5 离子液体在电化学中的应用
        1.3.6 离子液体在化学反应过程中的应用
    1.4 工业废气捕集工艺模拟概述
    1.5 化工过程模拟软件Aspen Plus
    1.6 课题研究内容及意义
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 研究意义
2 离子液体吸收分离氨气的研究
    2.1 活度系数模型UNIFAC
        2.1.1 离子液体结构参数计算
        2.1.2 模型参数回归
    2.2 氨气的吸收分离
        2.2.1 氨气在离子液体中的溶解度预测
        2.2.2 亨利系数计算
    2.3 本章小结
3. 甲烷/二氧化碳中二氧化碳捕集工艺
    3.1 离子液体筛选
        3.1.1 COSMO-SAC选择性分析
    3.2 热力学模型选择
    3.3 分离工艺模拟
        3.3.1 工艺流程设计
        3.3.2 吸收塔板数与吸收剂流率优化
        3.3.3 吸收塔与闪蒸罐压力温度优化
        3.3.4 经济费用计算
    3.4 本章小结
4 乙烷/二氧化碳共沸体系中二氧化碳捕集工艺
    4.1 离子液体筛选
        4.1.1 离子液体物理性质计算
        4.1.2 相对挥发度计算
    4.2 热力学模型选择
        4.2.1 P-R模型参数回归
    4.3 分离工艺模拟
        4.3.1 工艺流程设计
        4.3.2 进料位置及塔板数工艺参数优化
        4.3.3 回流比优化
    4.4 最优工艺参数确定
        4.4.1 最优工艺参数及操作参数
        4.4.2 浓度分布曲线
        4.4.3 温度分布曲线
    4.5 经济费用计算
        4.5.1 年度总成本(TAC)
        4.5.2 二氧化碳排放量计算
        4.5.3 热力学效率计算
    4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
致谢
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本文编号：3963598