[發(fā)明專(zhuān)利]有機(jī)胺脫硫劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011025636.3
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112316669B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏鳳玉;鄒勇昌;姚港
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D53/14
• 分類(lèi)號(hào): B01D53/14
• 代理公司: 北京格旭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11443
• 代理人: 雒純丹

本發(fā)明涉及一種有機(jī)胺脫硫劑及其制備方法和應(yīng)用，所述有機(jī)胺脫硫劑包含哌嗪類(lèi)有機(jī)胺和復(fù)合抗氧化劑，所述復(fù)合抗氧化劑包含水溶性多元醇、水溶性多元酚和金屬有機(jī)絡(luò)合劑中的兩種以上，其中，所述多元醇和多元酚的沸點(diǎn)均＞120℃。其制備方法包括下述步驟：將復(fù)合抗氧化劑和哌嗪類(lèi)有機(jī)胺混合后，加入水，調(diào)節(jié)pH為5.5?6.5，制備得到有機(jī)胺脫硫劑。本發(fā)明所述有機(jī)胺脫硫劑所用的復(fù)合抗氧化劑具有無(wú)毒、沸點(diǎn)高，不易揮發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，且在不影響SO₂吸收解吸效果的前提下，可有效抑制有機(jī)胺脫硫過(guò)程中副反應(yīng)的進(jìn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及有機(jī)胺濕法脫硫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及有機(jī)胺脫硫劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

在燃煤電廠、鋼鐵廠、煉廠等等常常排放大量的含有二氧化硫、NOx、粉塵的煙氣，需要將其中的硫硝粉塵脫除。煙氣脫硫技術(shù)按照脫硫劑和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)可分為干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫。濕法煙氣脫硫技術(shù)由于技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單，脫硫效率離，在工業(yè)上得廣泛應(yīng)用。

有機(jī)胺濕法脫硫工藝是近年來(lái)興起的一種新型高效脫硫技術(shù)，目前已成功應(yīng)用于濕法冶煉、硫酸、燃煤發(fā)電等工業(yè)廢氣脫硫。它的基本原理是含硫煙氣與有機(jī)胺在低溫下(30～50℃)進(jìn)行吸收反應(yīng)形成富胺液，富胺液在高溫下(105～120℃)可將胺液中的酸性氣體解吸出來(lái)，得到高純度的SO₂，貧胺液可循環(huán)使用，其主要反應(yīng)見(jiàn)式(1)。該工藝具有吸收選擇性好、脫硫率高、對(duì)煙氣中SO₂濃度范圍無(wú)限制、吸收劑可重復(fù)利用、對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染、副產(chǎn)品具有較高商業(yè)價(jià)值等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)我國(guó)超低排放要求，因此近年來(lái)在我國(guó)發(fā)展迅速。

在以上脫硫過(guò)程中，溶液中的亞硫酸鈉不可避免與煙氣或空氣中的氧接觸，在煙氣中含有的粉塵催化作用下，氧化生成Na₂SO₄副產(chǎn)物。Na₂SO₃、Na₂SO₄等易結(jié)晶、結(jié)垢而堵塞管道、閥門(mén)、再沸器等，影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行；氧化副反應(yīng)還會(huì)導(dǎo)致脫硫解吸的SO₂產(chǎn)量降低，降低了脫硫工藝的經(jīng)濟(jì)收入。另外，亞硫酸氧化反應(yīng)生成的強(qiáng)酸性產(chǎn)物硫酸會(huì)與有機(jī)胺結(jié)合成熱穩(wěn)定性胺鹽難以解吸，使吸收液中脫硫劑胺的有效濃度降低、處理能力下降，脫硫劑的損耗增加，從而直接增加過(guò)程成本。

通常認(rèn)為亞硫酸SO₃^2-被氧化成SO₄^2-屬于自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，該氧化過(guò)程分為鏈引發(fā)、鏈傳播、鏈終止三個(gè)步驟，因此可通過(guò)打破自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)達(dá)到抑制亞硫酸氧化的目的。如在石灰石-石膏法脫硫、氧化鎂法脫硫、雙堿法脫硫、堿式硫酸鋁法脫硫等濕法脫硫過(guò)程中，有人通過(guò)添加茶多酚、抗壞血酸、硫代硫酸鈉、乙醇、苯酚、對(duì)苯二酚、硫化鈉等抑制亞硫酸根的氧化，但抑制劑對(duì)不同的亞硫酸鹽體系的作用可能具有選擇性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：目前對(duì)有機(jī)胺煙氣脫硫過(guò)程抑制亞硫酸氧化副反應(yīng)的研究還較少，而且亞硫酸的氧化與抑制研究大多在中低溫(25-55℃)下。因此，在不影響有機(jī)胺吸收解吸性能的前提下，通過(guò)添加抑制劑來(lái)減緩亞硫酸鹽的氧化速率、降低有機(jī)胺的損耗、防止結(jié)晶堵塞，對(duì)提高有機(jī)胺脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性意義重大。

本發(fā)明的目的是：對(duì)用于抑制有機(jī)胺濕法脫硫過(guò)程中亞硫酸鹽的氧化副反應(yīng)及抗氧化劑的篩選和復(fù)配。通過(guò)將復(fù)合抗氧抑制劑加入哌嗪類(lèi)有機(jī)胺中，降低亞硫酸鹽在胺法脫硫時(shí)吸收-解吸過(guò)程中的氧化速率，提高二氧化硫的回收率；抑制熱穩(wěn)定性鹽的生成，提高吸收液中脫硫劑有機(jī)胺的有效濃度、增大處理能力，降低脫硫劑的損失，降低過(guò)程成本。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明在有機(jī)胺煙氣脫硫過(guò)程中，將一定量的復(fù)合抗氧化劑加入哌嗪類(lèi)有機(jī)胺中，來(lái)抑制亞硫酸的氧化，其用量少、效率高、無(wú)二次污染，具有較好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“金屬有機(jī)絡(luò)合劑”指的是：能與金屬離子形成絡(luò)合離子的有機(jī)化合物。