[發(fā)明專利]一種用于煙氣凈化的脫硫方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410201229.1
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN103949147A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 梅雪;劉科偉;鐘洪玲;張鑫;孟輝
• 申請（專利權）人: 北京國電龍源環(huán)保工程有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/50
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識產(chǎn)權代理事務所 11004
• 代理人: 朱麗巖

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于煙氣凈化的脫硫方法，屬于氣體凈化領域。

技術背景

大氣污染的主要源頭是工業(yè)廢氣的排放，最主要的來源包括電廠煙氣、爐窯煙氣、煉鋼尾氣、和有色金屬冶煉尾氣。其中，SO₂是第一大污染物。目前，國內(nèi)火力發(fā)電廠普遍采用石灰石－石膏濕法脫硫工藝，該技術成熟、效率高，運行可靠，操作簡單，利用雙循環(huán)工藝脫硫效率可達99％以上，但是設備和管道的磨蝕與堵塞嚴重；尤其對于含硫量高的煤種，脫硫原料、副產(chǎn)物的運輸、堆存和處理十分困難。

隨著脫硫技術的發(fā)展，近年來出現(xiàn)了利用溶劑循環(huán)吸收－解吸煙氣中二氧化硫的新型脫硫工藝，其溶劑組成可區(qū)分為有機胺液與離子液。有機胺液主要以一元胺、二元胺、或其組合構成，如美國專利US?6342169中加拿大Cansolv公司的脫硫工藝即是使用一種主要成分為二元胺脫硫溶劑進行循環(huán)脫硫。離子液體是一種可以在較低溫度下液化的離子化合物，如中國專利CN?101274204中成都華西工業(yè)氣體有限公司的溶劑循環(huán)吸收法脫硫工藝即是使用一種的含有多種添加劑的離子液體的水溶液循環(huán)脫硫。與石灰石石膏法相比，這些脫硫技術在某些方面具有優(yōu)越性，如運行的物料消耗小、副產(chǎn)物可以回收再利用、二次污染的情況不明顯；但是，這些技術也存在一定問題：(1)溶劑腐蝕性嚴重，（2）液氣比高，（3）易產(chǎn)生副反應，（4）再生能耗高。

本發(fā)明提供的用于煙氣凈化的脫硫工藝，腐蝕低、能耗低、溶劑耗量低、可以長期穩(wěn)定運行、副產(chǎn)物可以可以作為化工原料使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設計一種用于煙氣凈化的脫硫工藝及其裝置，特點是使用二氧化硫吸收量大、易解吸、循環(huán)使用穩(wěn)定性高的離子溶液作為循環(huán)溶劑，設備的腐蝕小、溶劑的耗量小、解吸的能耗低、循環(huán)脫硫的穩(wěn)定性好。

離子液體具有極低的蒸汽壓，極大地降低脫硫工藝的二次污染，但是多數(shù)的離子液體在脫硫溫度下（40～80℃）往往由于粘度過高而不能單獨使用，通常是以水作為溶劑稀釋。但是，由于水的沸點較低且氣化熱高，在解吸過程中造成的熱損失十分嚴重。但是，水對二氧化硫的吸收能力有限，吸收劑中水的含量過高導致脫硫裝置溶劑的初裝量大，設備固定資產(chǎn)投入高。一般的離子液體都是以鹵素或其他與金屬結合能力強的陰離子作為反離子，造成設備的腐蝕問題嚴重，而離子液體本身與二氧化硫的結合力強，造成解吸能耗顯著。本發(fā)明的脫硫工藝所使用的離子溶液，解決了上述問題。

本發(fā)明采取的技術方案如下：

一種用于煙氣凈化的脫硫方法，先將煙氣經(jīng)過預洗滌塔，去除其中含有的灰塵、氟元素、氯元素、溴元素以及三氧化硫，凈化后的氣體通過吸收塔由脫硫劑貧液吸收其中的二氧化硫，吸收塔的脫硫劑貧液來自貧液罐，吸收SO₂轉變?yōu)槊摿騽└灰汉筮M入富液罐；然后與從解吸塔出來的脫硫劑貧液換熱后在解吸塔進行熱解吸，釋放其中的二氧化硫，從吸收塔出來的氣體達到廢氣排放標準排放，從解吸塔出來的混合氣經(jīng)過冷凝器脫水后作為化工原料使用，從解吸塔出來的脫硫劑貧液經(jīng)過換熱器與進入解吸塔前的脫硫劑富液熱交換后進入貧液罐。所述脫硫劑為離子溶液，所述離子溶液包括離子液體和離子溶劑，其特征在于：所述離子液體的質(zhì)量百分含量為1～50％,?所述離子溶劑的質(zhì)量百分含量為50～99％；離子液體的分子通式為：?N_aH_bR_cXO₄，其中a＝1～6、b＝1～3、c＝4～12，R為脂肪烴基，X＝S和/或P，離子液體不含有鹵素，離子液體不含有共軛結構；所述離子溶劑為N,N’－二甲基甲酰胺，N,N’－二甲基乙酰胺，N－甲基吡咯烷酮，二甲基亞砜，二甲基砜、乙二醇、丙三醇、乙醇、嗎啉、N－羥乙基嗎啉中的一種或幾種；所述離子溶液的使用溫度不高于130℃。

所述離子液體的氮元素的質(zhì)量百分含量為6～18％。離子液體的氮元素的質(zhì)量百分含量有一個上限范圍和下限范圍。離子液體的氮元素的質(zhì)量百分含量的上限范圍為12～24％，在這個范圍內(nèi)可以低于18％，最佳值為16.69％。離子液體的氮元素的質(zhì)量百分含量的下限范圍為2～10％，在這個范圍內(nèi)可以高于6％，最佳想值為7.84％。優(yōu)選的，所述離子液體的氮元素的質(zhì)量百分含量范圍為7.84～16.69％。