[發明專利]復合醇胺類溶液脫除氣體中SOx的方法

有效

• 申請號: 201310481557.7
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103495340A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 魏雄輝;鄒美華;于學春;孫少陽;孫勇;車連杰;劉家旭;王珺;肖劍白;李禮芳;陳力;戶春;李祥斌;萬明金
• 申請（專利權）人: 北京博源恒升高科技有限公司;江西永豐縣博源實業有限公司;北京大學
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/50;B01D53/96
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 李稚婷

技術領域

本發明涉及煙道氣、含硫的廢氣和/或工業原料氣的凈化方法，具體涉及脫除煙道氣、含SOx的廢氣和/或工業原料氣中的SOx（x=2和/或3）的方法。

背景技術

由于工業的迅猛發展，煙道氣、含硫的工業原料氣和其它廢氣的消耗和排放量日益增多。含硫的廢氣的排放造成了嚴重的環境污染，例如，酸雨的形成，建筑物的酸化腐蝕，呼吸道疾病及皮膚病等，直接危害人類健康。歷年來，世界各國的科技工作者對煙道氣、含硫的工業原料氣和其它廢氣脫硫技術進行了較多的研究，也積累了較多的研究資料。隨著環境意識的增強，煙道氣、含硫的工業原料氣和其它廢氣脫硫的問題越來越被人們所重視。但是，至今煙道氣、含硫的工業原料氣和其它廢氣脫硫技術仍未取得突破性的進展。煙道氣、含硫的工業原料氣和其它廢氣脫硫問題一直是一個富有挑戰性的問題。

現有的煙道氣、含硫的工業原料氣和其它廢氣的脫硫技術主要有濕法脫硫和干法脫硫兩大類。濕法脫硫具體有水洗法、石灰石和石灰水法、堿金屬溶液法、堿溶液法、氨法和醇胺法等；干法脫硫具體有氧化鐵、氧化鋅、氧化錳、氧化鈷、氧化鉻、氧化鉬和活性炭法等。在我國，主要使用水洗法、石灰石和石灰水法；在發達國家，石灰石和石灰水法、堿金屬溶液法、堿溶液法、氨法和醇胺法等使用較多。水洗法的耗水量大，且水不能循環使用，含硫污水的排放造成了嚴重的二次污染，且脫硫效果差。石灰石和石灰水法比水洗法要好，但是產生較多的硫酸鈣、亞硫酸鈣和碳酸鈣等固體廢物，石灰石和氧化鈣耗量很大，設備龐大，投資大，并且在吸收過程中就有固體沉淀物產生，易引起設備堵塞。此外，由于石灰石和氫氧化鈣在水中的溶解度很小，吸收時，氫氧化鈣主要是優先與二氧化碳反應，再次是與硫氧化物反應，故此，石灰水法的脫硫效果也不是很理想，污水排放量較多，二次污染較嚴重。堿金屬溶液法、堿溶液法、氨法和醇胺法等主要是用于二氧化硫含量較高的煙道氣（如煉鋼、煉銅等冶煉尾氣，二氧化硫含量可達8％以上）脫硫，且回收二氧化硫，這些方法所需的技術要求很高，能耗很大，設備材質要求高，不適合一般煙道氣的脫硫。同時，目前所用的所有煙道氣、含硫的工業原料氣和其它廢氣脫硫方法對設備的腐蝕相當嚴重。

迄今為止，各類氣體排入大氣之前，很少經過脫硫處理，即使經過處理，其含量還是比較高。現有的HiPure法、Benfield法、G-V法、A.D.A法、水洗法、石灰石和石灰水法、堿金屬溶液法、堿溶液法、氨法、醇胺法、栲膠法及環丁砜法等脫硫法，干法脫硫的氧化鐵、氧化鋅、氧化錳、氧化鈷、氧化鉻、氧化鉬和活性炭法等，主要是作為初級脫硫法，脫除工業原料氣體中的硫化氫，而沒有普遍用于脫除一般氣體中的硫化氫，主要是因為這些脫硫方法脫硫效率不高，運行成本高，設備投資大，腐蝕嚴重，效果不理想，有機硫的脫除率差^[1～3]。低溫甲醇法脫硫技術^[4]是一種物理吸附硫化氫、硫氧化碳、二硫化碳和二氧化碳的方法，現在大型化工企業用于原料氣脫碳脫硫比較常見，但是由于甲醇沸點低，易揮發，飽和蒸氣壓大，所以通常需要在高壓和低溫（-10℃以下）下操作，能耗高，甲醇損失嚴重，工藝流程復雜，操作繁瑣，綜合運行費用高。常溫甲醇法^[5]是用60％的甲醇和40％的二乙醇胺的混合溶液吸收氣體中的硫化氫、硫氧化碳、二硫化碳和二氧化碳，然后加熱和減壓釋放出硫化氫、硫氧化碳、二硫化碳和二氧化碳，由于甲醇沸點低，易揮發，飽和蒸氣壓大，所以釋放氣中含有大量的甲醇，造成溶液組成不穩定，甲醇損失嚴重，同時，由于二乙醇胺見光和遇空氣后，易氧化分解，溶液化學穩定性差，因此，溶液再生方法只能是加熱和減壓再生釋放出硫化氫、硫氧化碳、二硫化碳和二氧化碳混合氣體后，再用克勞斯法（Claus）將釋放的含硫氣體轉化成硫磺，其能耗高，甲醇和二乙醇胺損失嚴重，工藝流程復雜，操作繁瑣，綜合運行費用高。以上這些方法，主要用于脫除氣體中的硫化氫、硫氧化碳和二硫化碳等有機硫，沒有用于脫除氣體中的SO₂和/或SO₃。

有人用含丙三醇（甘油）的烏洛托品的水溶液吸收煙道氣中的SO₂^[6]，但是，實際實驗中發現烏洛托品和煙道氣接觸后易被其中的氧氣氧化分解，造成溶液化學性質不穩定，且烏洛托品價格高，是一種不容易獲得的化工和醫藥產品，所以，運行費用很高，脫硫性能不穩定，使得該技術至今還未能推廣。