[發(fā)明專利]用于選擇性吸收SO2的復(fù)合式吸收劑及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610176061.2
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN105617820A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張呂鴻;楊華偉;姜斌;張艷玲
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/14
• 分類號(hào): B01D53/14
• 代理公司: 天津?yàn)I?？凭曋R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 李莎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能性離子液體領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于選擇性吸收SO₂的復(fù)合式吸收劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

SO₂是主要的大氣污染物之一，是形成酸雨和光化學(xué)煙霧的主要原因，2011—2015年，我國二氧化硫排放總量都在2000萬噸左右，位居世界第一。隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高和對空氣污染物排放的要求日益嚴(yán)格，對煙氣脫硫技術(shù)提出了更高的要求。

煙氣脫硫技術(shù)多種多樣，世界各國從20世紀(jì)50年代開始研究脫硫技術(shù)，至今脫硫技術(shù)已達(dá)200多種。按脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫又可分為濕法、半干法和干法煙氣脫硫。目前，煙氣脫硫技術(shù)中最為成熟的為濕法技術(shù)，占總裝機(jī)量的85％，其中以石灰石/石膏濕法占36.7％，另外，還有氨-硫酸銨法，MgO法、活性炭法、鈉堿法、電子催化氧化法、鈉堿循環(huán)吸收法等。濕法脫硫技術(shù)盡管脫除效率較高達(dá)90％以上，脫硫劑利用率高，但其設(shè)備費(fèi)用約相當(dāng)于發(fā)電廠全部建設(shè)費(fèi)用的10％，且運(yùn)行費(fèi)用昂貴，管理維護(hù)困難，產(chǎn)生二次污染。傳統(tǒng)的非資源化SO₂脫除技術(shù)消耗吸收劑的同時(shí)產(chǎn)生大量廢水，使之不符合綠色化工的理念。因此，開發(fā)高效合理低能耗的資源化SO₂脫除技術(shù)具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于多種有機(jī)胺及胺鹽對SO₂的選擇性吸收，利用不同胺基的堿性不同，根據(jù)PH緩沖液原理，提出一種復(fù)合式SO₂吸收劑，制備工藝簡單，成本低；對SO₂的吸收選擇性高，吸收效率高，SO₂可資源化。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于選擇性吸收SO₂的復(fù)合式吸收劑，其特征在于：包括以下三種組分：水，多胺類化合物強(qiáng)酸鹽，酰胺類化合物和脲類化合物中的至少一種；其中，所述多胺類化合物強(qiáng)酸鹽由多胺類化合物和有機(jī)強(qiáng)酸或無機(jī)強(qiáng)酸反應(yīng)制得。

進(jìn)一步的，所述多胺類化合物的通式為：

式中，N原子的個(gè)數(shù)至少兩個(gè)，優(yōu)選的，所述N原子的個(gè)數(shù)為2-8個(gè)；所述R₁至R_n相同或不同；R₁至R_n各自獨(dú)立的為H、烷基、環(huán)烷基、烷氧基、鹵代烷基、芳基、醚基，且當(dāng)所述R₁至R_n位于非端基位上時(shí)不為H。

進(jìn)一步的，所述無機(jī)強(qiáng)酸或有機(jī)強(qiáng)酸選自鹽酸、硫酸、硝酸、氫溴酸、氫碘酸、磷酸、硼酸、甲磺酸、三氟甲磺酸中的一種或多種，優(yōu)選的，所述有機(jī)強(qiáng)酸或無機(jī)強(qiáng)酸為磷酸、硫酸、硝酸中的至少一種。

進(jìn)一步的，所述多胺類化合物的N原子的摩爾數(shù)和所述有機(jī)強(qiáng)酸或無機(jī)強(qiáng)酸中氫質(zhì)子的摩爾數(shù)之比為2:1至5:1；當(dāng)該值小于2：1時(shí)，吸收位點(diǎn)數(shù)較少，使吸收量降低，當(dāng)該值大于5：1時(shí)，被吸收的SO₂無法充分解吸。

進(jìn)一步的，所述酰胺類化合物C原子個(gè)數(shù)為1-6個(gè)，所述脲類化合物中碳原子個(gè)數(shù)為1-6個(gè)，優(yōu)選的，所述酰胺類化合物或脲類化合物選自甲酰胺，乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，吡咯烷酮，N-甲基吡咯烷酮，己內(nèi)酰胺，尿素，N-叔丁基脲，1,1,3,3-四甲基脲，1,3-二甲基脲，1,3-二甲基咪唑啉酮中的一種或幾種。

進(jìn)一步的，所述多胺類化合物強(qiáng)酸鹽的質(zhì)量百分含量為20-50％，酰胺類化合物和脲類化合物的摩爾百分總含量為10％-40％，余量為水。多胺類化合物的強(qiáng)酸鹽是起到吸收作用的主要成分，酰胺類化合物和脲類化合物能夠促進(jìn)多胺類化合物強(qiáng)酸鹽的溶解，并起到一定的吸收作用，水是吸收過程的反應(yīng)物之一，因此按照上述配比才能達(dá)到理想的吸收效果。

進(jìn)一步的，所述R₁至R_n中C原子個(gè)數(shù)小于等于4，過多的C原子會(huì)降低原子經(jīng)濟(jì)性，降低單位質(zhì)量吸收劑的SO₂吸收量。

進(jìn)一步的，所述多胺類化合物中N原子的個(gè)數(shù)為2-8個(gè)

進(jìn)一步的，所述一種用于選擇性吸收SO₂的復(fù)合式吸收劑用于SO₂吸收。

本發(fā)明吸收SO₂的原理是：