[發明專利]一種相變捕集SO2的吸收液

在審

• 申請號: 201710281328.9
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107158888A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 趙文波;汪洋;陳媛;李艷紅;馮東;趙倩
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及燃煤煙氣中SO₂捕集、分離、回收技術，具體涉及一類新型的咪唑衍生物相變吸收液，屬于節能減排及氣體凈化領域。

背景技術

隨著我國工業化進程的不斷加快，環境質量也不斷惡化，環境問題逐漸成為了人們關注的焦點。近年來，我國部分地區酸雨、灰霾和光化學煙霧等區域性大氣污染問題日益突出，嚴重威脅群眾健康，影響環境安全。SO₂是形成酸雨和灰霾的重要前體物。目前，我國大氣污染排放負荷巨大，SO₂排放量居世界首位，大氣環境污染十分嚴重。《國家環境保護“十二五”規劃》中規定，到2015年，主要污染物排放總量顯著減少，SO₂排放量控制在2086.4萬噸以內，比2010年削減8%，同時我國對煙氣中SO₂的排放標準也越來越嚴格，將從2003年的400mg/m³降低為2011年的100mg/m³。因此開發出脫硫效率高、經濟環保、適應性強的煙氣脫硫工藝勢在必行。

煙氣脫硫是目前控制大氣中二氧化硫排放濃度與總量最有效、應用最廣范的脫硫技術。傳統煙氣脫硫包括鈣法煙氣脫硫法、雙堿法、氧化鎂法、氨吸收法和海水脫硫法等，但存在嚴重的環境污染問題，且很難工業化。新型煙氣脫硫技術微生物法脫硫、尿素法、有機胺再生法、離子液體脫硫等。其中離子液體穩定性好、吸收量大、可重復使用，且利于SO₂的富集和資源化。但解吸條件苛刻，在高溫下不易完全解吸，且解吸能耗高，不利于離子液體再生和循環使用。有機胺煙氣脫硫脫硫效率高、吸收劑具有較好的穩定性和低起泡性。但高溫解吸過程溶質易揮發并生成部分熱穩定性鹽，溶劑損失嚴重有效利用率不高。

Bara報道利用咪唑衍生物弱堿性上的氮原子吸收SO₂得到固體或液體產物，伴隨著吸收產物的生成，導致吸收體系粘度變大，阻礙了吸收反應的進行，且解吸時需要將整個吸收體系加熱到解吸溫度，再生能耗高。咪唑類離子液體粘度大，不利于傳質，且解吸條件苛刻，在高溫下不易完全解吸，且解吸能耗高，不利于離子液體再生和循環使用。

發明內容

本發明目的在于解決現有技術的不足，提供一種吸收性能優越且能有效降低解析能耗的新型煙氣脫硫技術；即提供了一種相變吸收SO₂的吸收液，其由咪唑衍生物與有機溶劑組成，其中咪唑衍生物的含量為質量分數20-30%。

所述的咪唑衍生物為1-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-丙基-2-甲基咪唑、1-（2-甲氧基乙基）-咪唑、1-（2-甲氧基乙基）-4-甲基-咪唑、1-（2-（2-甲氧基乙氧基）乙基）-咪唑中的一種。

所述有機溶劑為醇類溶劑、醚類溶劑、酮類溶劑、酯類溶劑中的任意一種。

所述的醇類溶劑為丙醇、正丁醇、庚醇、乙二醇中的一種。

所述的醚類溶劑為乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚，聚乙二醇二甲醚中的一種。

所述的酮類溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺中的一種。

所述的酯類溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一種。

所述吸收液以咪唑衍生物作為吸收劑，并溶于有機溶劑中可降低吸收液的粘度，從而促進SO₂吸收的傳質過程，提高吸收速度。

本發明所述的（咪唑衍生物）溶于有機溶劑所組成的吸收液適用于工業燃煤煙氣、冶金行業煙氣、硫酸廠廢氣、輪船尾氣、機動車尾氣等不同濃度的SO₂氣體捕集及凈化分離。

有機溶劑與吸收劑互配形成吸收液，能有效地降低吸收液的粘度；有機溶液相變吸收SO₂后分為液液或液固兩相，上相只含有機溶劑，下相為富集SO₂的溶液或固體。再生時只需將下相富含SO₂的富液或固相產物送入再生塔，減少了解吸時溶液的處理量，從而降低解吸能耗，上相中的有機溶劑回收可以循環吸收SO₂。因此，我們選用高沸點、低粘度的溶劑與接枝不同官能團的吸收劑互配，以期達到液液或液固分相的目的。這種相變吸收液吸收SO₂，具有分相速度快，再生能耗低，且不存在降解和腐蝕等問題，因此具有巨大的節能潛力，適宜于作為燃煤煙氣中SO₂捕集的化學吸收劑。

本發明的優點如下：