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）脫硫胺液為研究對象，采用靜態(tài)法和動態(tài)法，篩選出A222型離子交換樹脂用來脫除熱穩(wěn)定性鹽陰離子，并研究A222型樹脂的脫鹽穩(wěn)定性及再生性，用分析表征手段研究A222樹脂對水溶液中HPP和SO42-的交換過程，優(yōu)化離子交換的工藝條件，考察了F-、Cl-、NO3-的存在對SO42-交換的影響，從熱力學、動力學角度對離子交換傳質(zhì)理論進行了分析。
　　通過對6種樹脂在交換性能、再

2、生能力、樹脂浸漬穩(wěn)定性的比較，篩選出A222強堿Ⅱ型性苯乙烯系凝膠型離子交換樹脂，在HPP溶液中對SO42-的交換量為139.5 mg·g-1，理論動態(tài)交換量可達196.9 mg·g-1，能夠高效脫除SO42-的同時，對HPP幾乎無吸附，且長時間使用后樹脂機械強度和交換性能比較穩(wěn)定。
　　用FTIR、TG、SEM、BET手段表征了A222樹脂在HPP-SO42-的作用過程，表明樹脂能通過物理作用吸附微量HPP，與SO42-間有化學

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，A222樹脂對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的流速下動態(tài)淋洗2h，A222樹脂的再生率可達到99％以上，循環(huán)使用10次過程中，樹脂的再生率均保持在在95％以上。
　　A222樹脂對4種離子的選擇

4、性大小為:SO42-＞NO3-＞Cl-＞F-;Freundlich能較好的擬合A222樹脂在HPP溶液中對SO42-的交換規(guī)律，等溫交換特征常數(shù)n＞1，表明SO42-在樹脂表面易于被吸附。在低濃度HPP水溶液中，SO42-在A222樹脂上的交換過程是自發(fā)(△G＜O)、吸熱(△H＞O)、熵增(△S＞0)的過程。動力學研究表明，A222樹脂對SO42-的交換過程近似準二級反應(yīng)，顆粒擴散是離子交換過程的主要速率控制步驟;可由顆粒擴散的表觀速率