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离子液体高效吸收废气中的1,2-二氯乙烷
1
作者
代成娜
王沭颖
+1 位作者
慕明利
鲜婧
《北京工业大学学报》
北大核心
2025年第4期398-412,共15页
为解决传统吸收过程中存在的能耗高、溶剂挥发性损失大问题,提出离子液体高效吸收废气中1,2-二氯乙烷(DCE)技术,在预测型分子热力学理论的指导下,从分子尺度到过程尺度系统研究了其应用前景。首先采用COSMO-RS模型进行离子液体结构(阳...
为解决传统吸收过程中存在的能耗高、溶剂挥发性损失大问题,提出离子液体高效吸收废气中1,2-二氯乙烷(DCE)技术,在预测型分子热力学理论的指导下,从分子尺度到过程尺度系统研究了其应用前景。首先采用COSMO-RS模型进行离子液体结构(阳离子骨架结构、羧酸盐阴离子链长及氟化)对分离性能(1,2-二氯乙烷与氮气的选择性及溶解度)的影响分析,并筛选出适宜的离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐,[BMIM][Ac])。通过实验方法测定不同离子液体中DCE的饱和吸收容量,验证COSMO-RS模型的适用性;并进一步考察吸收温度和DCE初始含量对[BMIM][Ac]吸收性能的影响,结果表明在20℃、常压、进气DCE为饱和含量时[BMIM][Ac]对DCE的饱和吸收容量达到2177 mg/g。在分子尺度,采用量子化学计算和波函数分析,探讨了离子液体吸收1,2-二氯乙烷的微观机理。结果表明吸收过程阴离子起主导作用,表现为强氢键作用和范德华(vdW)色散作用,阳离子与DCE间主要以C—H…Cl相互作用和vdW色散作用结合。最后在过程尺度,对离子液体吸收DCE的工艺进行了概念设计和流程优化,在给定条件下,离子液体对1,2-二氯乙烷的去除率达到99.88%。通过与传统有机溶剂进行对比,发现离子液体具有更低的产品损失、溶剂损失和能耗。表明采用离子液体吸收1,2-二氯乙烷是一种不错的策略,具有一定的工业应用潜力。
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关键词
离子液体
1
2-二氯乙烷
COSMO-RS模型
吸收
量子化学计算
流程模拟
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职称材料
离子液体脱除低浓度氯乙烯的实验与流程模拟
2
作者
鲜婧
王沭颖
+1 位作者
慕明利
代成娜
《中国环境科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期5378-5387,共10页
为探究离子液体深度脱除尾气中氯乙烯的可行性,提出了离子液体高效吸收氯乙烯的技术.通过等体积饱和法测定了3种离子液体([BMPYR][Tf_(2)N],[BMIM][Tf_(2)N]和[EMIM][Tf_(2)N])对低浓度氯乙烯模拟气(5%)的饱和吸收量,并在填料塔中进行...
为探究离子液体深度脱除尾气中氯乙烯的可行性,提出了离子液体高效吸收氯乙烯的技术.通过等体积饱和法测定了3种离子液体([BMPYR][Tf_(2)N],[BMIM][Tf_(2)N]和[EMIM][Tf_(2)N])对低浓度氯乙烯模拟气(5%)的饱和吸收量,并在填料塔中进行了超低浓度氯乙烯模拟气(0.01%)吸收实验,随后采用Aspen Plus流程模拟软件对离子液体吸收氯乙烯的工艺进行了概念设计和流程优化.结果表明,氯乙烯的亨利常数远低于氮气,且温度的影响较小.吸收塔的实验结果表明在25℃、常压、进气流速100mL/min的条件下,3种离子液体均可实现对超低浓度氯乙烯模拟气(0.01%)的高效捕集(吸收率>94%),其中[BMPYR][Tf_(2)N]表现出最大的吸收率97%.对[BMPYR][Tf_(2)N]吸收氯乙烯尾气(1%,进气流量100kg/h)的流程优化结果表明,在给定的最佳操作条件,即吸收塔板数为6,吸收塔相对压力为0.25MPa、吸收质流量2600kg/h、二级闪蒸罐温度为160℃、压力为0.001bar时,出口排放氯乙烯浓度能达到设定标准(0.0015%).研究表明离子液体可用于尾气中氯乙烯深度脱除,推广应用可降低尾气中有毒有害组分的污染.
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关键词
离子液体
氯乙烯
吸收
流程模拟
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职称材料
题名
离子液体高效吸收废气中的1,2-二氯乙烷
1
作者
代成娜
王沭颖
慕明利
鲜婧
机构
北京工业大学环境科学与工程学院
出处
《北京工业大学学报》
北大核心
2025年第4期398-412,共15页
基金
国家自然科学基金资助项目(22178009)。
文摘
为解决传统吸收过程中存在的能耗高、溶剂挥发性损失大问题,提出离子液体高效吸收废气中1,2-二氯乙烷(DCE)技术,在预测型分子热力学理论的指导下,从分子尺度到过程尺度系统研究了其应用前景。首先采用COSMO-RS模型进行离子液体结构(阳离子骨架结构、羧酸盐阴离子链长及氟化)对分离性能(1,2-二氯乙烷与氮气的选择性及溶解度)的影响分析,并筛选出适宜的离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐,[BMIM][Ac])。通过实验方法测定不同离子液体中DCE的饱和吸收容量,验证COSMO-RS模型的适用性;并进一步考察吸收温度和DCE初始含量对[BMIM][Ac]吸收性能的影响,结果表明在20℃、常压、进气DCE为饱和含量时[BMIM][Ac]对DCE的饱和吸收容量达到2177 mg/g。在分子尺度,采用量子化学计算和波函数分析,探讨了离子液体吸收1,2-二氯乙烷的微观机理。结果表明吸收过程阴离子起主导作用,表现为强氢键作用和范德华(vdW)色散作用,阳离子与DCE间主要以C—H…Cl相互作用和vdW色散作用结合。最后在过程尺度,对离子液体吸收DCE的工艺进行了概念设计和流程优化,在给定条件下,离子液体对1,2-二氯乙烷的去除率达到99.88%。通过与传统有机溶剂进行对比,发现离子液体具有更低的产品损失、溶剂损失和能耗。表明采用离子液体吸收1,2-二氯乙烷是一种不错的策略,具有一定的工业应用潜力。
关键词
离子液体
1
2-二氯乙烷
COSMO-RS模型
吸收
量子化学计算
流程模拟
Keywords
ionic liquids(ILs)
1,2-dichloroethane
COSMO-RS model
absorption method
quantum chemistry calculation
process simulation
分类号
X5 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
离子液体脱除低浓度氯乙烯的实验与流程模拟
2
作者
鲜婧
王沭颖
慕明利
代成娜
机构
北京工业大学环境科学与工程学院
出处
《中国环境科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期5378-5387,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(22178009)。
文摘
为探究离子液体深度脱除尾气中氯乙烯的可行性,提出了离子液体高效吸收氯乙烯的技术.通过等体积饱和法测定了3种离子液体([BMPYR][Tf_(2)N],[BMIM][Tf_(2)N]和[EMIM][Tf_(2)N])对低浓度氯乙烯模拟气(5%)的饱和吸收量,并在填料塔中进行了超低浓度氯乙烯模拟气(0.01%)吸收实验,随后采用Aspen Plus流程模拟软件对离子液体吸收氯乙烯的工艺进行了概念设计和流程优化.结果表明,氯乙烯的亨利常数远低于氮气,且温度的影响较小.吸收塔的实验结果表明在25℃、常压、进气流速100mL/min的条件下,3种离子液体均可实现对超低浓度氯乙烯模拟气(0.01%)的高效捕集(吸收率>94%),其中[BMPYR][Tf_(2)N]表现出最大的吸收率97%.对[BMPYR][Tf_(2)N]吸收氯乙烯尾气(1%,进气流量100kg/h)的流程优化结果表明,在给定的最佳操作条件,即吸收塔板数为6,吸收塔相对压力为0.25MPa、吸收质流量2600kg/h、二级闪蒸罐温度为160℃、压力为0.001bar时,出口排放氯乙烯浓度能达到设定标准(0.0015%).研究表明离子液体可用于尾气中氯乙烯深度脱除,推广应用可降低尾气中有毒有害组分的污染.
关键词
离子液体
氯乙烯
吸收
流程模拟
Keywords
ionic liquids
vinyl chloride
absorption
process simulation
分类号
X701.7 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
离子液体高效吸收废气中的1,2-二氯乙烷
代成娜
王沭颖
慕明利
鲜婧
《北京工业大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
离子液体脱除低浓度氯乙烯的实验与流程模拟
鲜婧
王沭颖
慕明利
代成娜
《中国环境科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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