[發明專利]一種雙胺類三元低共熔溶劑的制備方法及其高效捕集SO2

有效

• 申請號: 202110044319.4
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112691508B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 王超;朱倩;鄒義儒;朱文帥;陳志剛;李華明
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 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

本發明公開了一種雙胺類三元低共熔溶劑的制備方法及其高效捕集SO₂的用途。本發明是一種通過調控雙胺類三元低共熔溶劑中不同胺類物質以及其不同配比，通過設計合成不同胺類物質與不同比例的雙胺類三元低共熔溶劑，應用于SO₂的吸收。利用雙胺類三元低共熔溶劑中雙胺類物質提供的胺基與乙二醇形成氫鍵，這種氫鍵與SO₂之間的形成強電荷相互作用，從而實現SO₂的高效捕集，使用雙胺類三元低共熔溶劑作為吸收劑吸收SO₂氣體，吸收壓力為0～1.5bar，吸收溫度為0～80℃，吸收時間為1～6h。吸收后，SO₂易于解吸，解吸溫度為50～100℃，解吸時間約為2～6h。與傳統捕集SO₂的方法相比，最高吸收容量可達0.82g SO₂/g DES。

技術領域

本發明涉及一種雙胺類三元低共熔溶劑的制備方法以及高效捕集SO₂的方法。

背景技術

SO₂是一種無色、有強烈刺鼻氣味的酸性氣體，也是一種常見的大氣污染物，其主要來源于化石燃料的燃燒。當空氣中SO₂的濃度過高會引起人體呼吸系統的疾病，并且還會形成酸雨從而腐蝕建筑物危害自然環境。

然而，純凈的SO₂在工業上有著巨大的用途，例如作為布料的漂白劑和食品的防腐劑。而且純凈的SO₂價格相對較高。因此，實現工業煙氣中SO₂的高效捕獲，一方面可以避免大量的SO₂排放造成大氣污染，另一方面能夠實現煙氣的“變廢為寶”。迄今為止，工業上占主導地位的煙氣脫硫方法主要包括石灰石法，石膏法和氨吸收法。然而，這些傳統的吸收法仍然存在一些明顯的缺點，例如，吸收劑的污染性，吸收劑的不可循環性，以及吸收后的產物容易造成二次污染等缺點，這將大大限制其應用。因此，設計和開發一系列安全，有效和可再生的吸收劑高效捕獲SO₂是非常有意義的。目前，工業上常見的煙氣脫硫技術根據脫硫劑的相態可分為三類：干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫，占據脫硫領域主導地位的脫硫方式應屬于濕法脫硫方向，并且濕法脫硫是工藝較為成熟的方法，濕法脫硫同樣大量用于煙氣中SO₂的脫除，目前濕法吸收SO₂技術主要有堿液吸收法、離子液體吸收法和低共熔溶劑吸收法。其中，堿液吸收法是我國現有使用最廣泛的脫硫技術，堿液吸收法是以在塔頂噴淋堿液，然后塔底鼓入煙氣，實現將煙氣中SO₂轉換成石膏等物質從而將其脫除的方法。雖然目前這項工藝已經趨于成熟，但該方法存在能耗高以及易造成二次污染等問題，從而限制了這項技術的發展。

在過去幾十年中，離子液體(IL)由于具有高熱穩定性，低蒸氣壓和寬液體范圍等優點備受關注。目前已經開發出多種用于SO₂吸收的IL，常規的IL吸收SO₂的作用方式是通過弱的物理作用實現，由此導致相對較低的吸收能力。盡管它們相對于傳統堿液具有一定的優勢，但這些IL仍存在一些問題，例如原料昂貴，合成步驟比較繁瑣，難以降解等問題，從而限制了它們的大規模應用。

近年來，作為一類新型的“綠色”溶劑，低共熔溶劑(DES)在各個領域都有潛在的應用。低共熔溶劑是指兩組分或三組分物質，一定化學計量比的氫鍵受體(HBA)和氫鍵供體(HBD)通過氫鍵作用組成的常溫下呈液態的溶劑。目前，低共熔溶劑可以通過簡便的方法合成得到，例如加熱合成法，真空蒸發法和冷凍干燥法。由于其合成方法簡單，低共熔溶劑能以較低的成本大規模地制備。目前，低共熔溶劑的發展逐漸趨向于利用無毒、易生物降解的天然化合物制備，其有望應用于工業吸收SO₂而取代傳統堿液和離子液體，實現煙氣中SO₂的高效吸收。

發明內容