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铁基离子液体催化氧化二氧化硫新工艺

研究

李沛沛，余江，孙磊磊

基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20090010110003）

作者简介：李沛沛（1984-），男，硕士研究生，主要研究方向：大气污染治理

通信联系人：余江（1970-），男，教授，主要研究方向：环境化工和环境催化. E-mail: jyu0017@yahoo.com.cn

（北京化工大学化工学院环境科学与工程系环境催化与分离过程研究组，北京 100029） 5

摘要：本文以铁基离子液体(BmimFexCly)为催化剂，与乙醇和水组成三元脱硫体系，对其

催化氧化脱除二氧化硫工艺进行了初步研究。考察了脱硫液组成和 pH、二氧化硫气体的流

量和浓度，及反应温度和氧气对脱硫效率的影响。实验结果表明：在脱硫液组成为

(BmimFexCly：H2O：C2H5OH)体积比为 1：1.5：3，pH 值为 2.0，二氧化硫气体流量 150mL/min

及浓度为 2270ppm，反应温度 40℃，氧气浓度为 10%时，脱硫效率可达 95%以上。此脱硫10

工艺可通过加热从脱硫液中分离乙醇，存在于水相的硫酸产物与铁基离子液体催化剂发生相

分离，因而在达到分离产物的同时，催化剂可循环利用。因此，该脱硫工艺是一种绿色的脱

除二氧化硫新工艺。

关键词：环境工程；铁基离子液体；二氧化硫；脱硫；催化氧化；相分离

中图分类号：X701.3 15

A new wet desulfurization technology of sulfur dioxide with

application of Fe-based Ionic Liquid

LI Peipei, YU Jiang, SUN Leilei

(Research Group of Environmental Catalysis ＆ Separation Process, College of Chemical 20

Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029)

Abstract: The Fe-based IL (BmimFexCly) is a kind of catalyst due to the species of Fe ions. A

ternary system of BmimFexCly，ethanol and water was constructed as a desulfurizing agent to

catalytically oxidize sulfur dioxide in this work.. The effects of the composition and pH of the

desulfurizing agent, the concentration and flow rate of sulfur dioxide, and reaction temperature 25

and the concentration of oxygen on the desulfurization efficiency were investigated. The results

indicate that an optimal desulfurization process with 95% desulfurization efficiency can be run

with the following parameters：a desulfurizing agent with molar ratio of 1:1.5:3 of BmimFexCly:

water :ethanol at pH 2.0, the sulfur dioxide concentration of 2270ppm with a flow rate at

150mL/min, the reaction temperature at 40 and the concentration of oxygen at 10%. It is ℃30

important that BmimFexCly can be separated from the aqueous phase of the product of H2SO4

after ethanol is removed by heat. By this way, not only the oxidation product of H2SO4 can be

separated from desulfurizing agent but also the catalyst of BmimFexCly can be recovered and

reused for the desulfurization process further more, which provides an alternative to wet oxidation

desulfurization of sulfur dioxide without secondary pollution.

Key words: Environmental engineering; Fe-based Ionic Liquid;sulfur dioxide; desulfurization;

catalytic oxidation; phase separation

0 引言

化石燃料（煤炭、石油、天然气）的燃烧产生大量的烟气

[1]

, 作为烟气主要成分的二氧40

化硫对环境造成严重的酸雨问题

[2]

，极大地威胁工农业生产及自然生态环境，成为制约经济

社会发展的重要的环境因素。

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