BR112016012903B1

BR112016012903B1 - Método para remover sox de gás com o uso de solução de compósito de etilenoglicol

Info

Publication number: BR112016012903B1
Application number: BR112016012903-2A
Authority: BR
Inventors: Xionghui Wei; Meihua ZOU; Jun Wang; Li Chen; Lifang Li; Yong Sun; Jiaxu LIU; Chun Hu; Xiangbin LI
Original assignee: Beijing Boyuan Hengsheng High-Technology Co., Ltd; Yongfeng Boyuan Industry Co. Ltd., Jiangxi Province; Peking University
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2021-10-19
Also published as: WO2015085880A1; US20170021304A1; EP3081283A1; EP3081283A4; EA201691106A1; CA2932467A1; CN103611391A; MX2016007665A; KR101953234B1; CN103611391B; ES2841352T3; JP6188952B2; EP3081283B1; JP2016539799A; KR20160089510A; AU2014361417A1; BR112016012903A2; AU2014361417B2; EA033937B1; US9815017B2

Abstract

método para remover so x de gás com o uso de solução de compósito de etilenoglicol trata-se de um método para remover sox de um gás com o uso de uma solução de compósito de etilenoglicol. a solução de compósito de etilenoglicol é produzida a partir de uma mistura de etileno-glicol e/ou polietilenoglicol com um ácido orgânico e/ou sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula, em que a solução de compósito de etilenoglicol é colocada em contato com o gás que contém sox para absorver o sox no gás, em que x = 2 e/ou 3. a solução de compósito de etilenoglicol com sox absorvido é regenerada por um ou mais dentre um método de aquecimento, um método a vácuo, um método de esterilização por gás, um método de ultrassonicação, um método de micro-onda e um método de radiação para liberar subprodutos de dióxido de enxofre e trióxido de enxofre e a solução de compósito de etilenoglicol regenerada é reciclada para uso. esse método pode ser usado para dessulfurização de gás de combustão, gás de queima, gás de forno de coque, gás residual de síntese de usinas de corante, gás de dejetos de usinas de fibra química e outros gases de matéria-prima industrial ou gases residuais que contêm sox.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] Esta invenção refere-se a um método de purificação de gás de combustão, gás residual e/ou gás de matéria-prima industrial que contém enxofre, em particular, a um método para remover SOx (x = 2 e/ou 3) de gás de combustão, gás residual e/ou gás de matéria-prima industrial que contém SOx.

ANTECEDENTES

[0002] O consumo e a descarga do gás de combustão, gás de matéria-prima industrial e outros gases residuais que contêm enxofre estão aumentando dia após dia devido ao desenvolvimento rápido de indústrias. A descarga de gás residual contendo enxofre tem causado sérias poluições ambientais, tais como a formação de chuva ácida, corrosão de ácido de construção, doenças respiratórias e doenças de pele, etc., que são diretamente nocivas à saúde humana. Ao longo dos anos, pesquisadores científicos e tecnológicos em diversos países têm estudado intensamente o processo de dessulfurização do gás de combustão, do gás de matéria-prima industrial que contêm enxofre e acumularam muitos dados de pesquisa. A dessulfurização do gás de combustão, gás de matéria-prima industrial e outros gases residuais que contêm enxofre têm recebido muito mais atenção com a conscientização ambiental aumentada. No entanto, não há progressos significativos nas técnicas de dessulfurização do gás de combustão, gás de matéria-prima industrial e outros gases residuais que contêm enxofre até os dias de hoje. A dessulfurização do gás de combustão, gás de matéria-prima industrial e outros gases residuais que contêm enxofre ainda é um problema desafiante.

[0003] Os processos de dessulfurização existentes do gás de combustão, gás de matéria-prima industrial e outros gases residuais que contêm enxofre incluem principalmente dois tipos, dessulfurização úmida e dessulfurização seca. A dessulfurização úmida inclui especificamente método de lavagem com água, método de calcário e água de cal, método de solução de metal alcalino, método de solução alcalina, método de amônia e método de alquilamina. A dessulfurização seca inclui especificamente método de óxido de ferro, método de óxido de zinco, método de óxido de manganês, método de óxido de cobalto, método de óxido de cromo, método de óxido de molibdênio e método de carbono ativado, etc. O método de lavagem com água, método de calcário e água de cal são principalmente usados na China. O método de calcário e água de cal, método de solução de metal alcalino, método de solução alcalina, método de amônia e método de alquilamina são amplamente usados em países desenvolvidos. O método de lavagem com água tem as desvantagens de que uma boa quantidade de água é consumida, a água usada não pode ser reciclada, séria poluição secundária tem sido causada pela descarga de água residual contendo enxofre e o efeito de dessulfurização é fraco. O método de calcário e água de cal é melhor do que o método de lavagem com água. No entanto, o método de calcário e de água de cal tem as desvantagens de gerar mais resíduos sólidos, como sulfato de cálcio, sulfito de cálcio e carbonato de cálcio, que consomem muito óxido de calcário e de cálcio, equipamento grande, muito investimento e em que o equipamento é inclinado para ser obstruído devido aos precipitados sólidos gerados durante o processo de absorção. Adicionalmente, o hidróxido de cálcio é preferencialmente reagido com dióxido de carbono durante o processo de absorção devido ao calcário e hidróxido de cálcio que têm pequenas solubilidades em água e, então, com óxidos de enxofre, desse modo, o efeito de dessulfurização de método de água de cal não é desejável. Além disso, o método de água de cal tem as desvantagens de mais descarga de dejetos e séria poluição secundária. O método de solução de metal alcalino, método de solução alcalina, método de amônia e método de alquilamina são essencialmente usados para a dessulfurização de gás de combustão com teor relativamente alto de dióxido de enxofre (gases de cauda de redução de minério tais como redução de minério de aço e redução de minério de cobre, em que o teor de dióxido de enxofre pode ser de até 8% ou mais) e o dióxido de enxofre removido é recuperado. Esses métodos não são adequados para a dessulfurização de gás de combustão geral devido às exigências relativamente altas para as técnicas, consumo de energia relativamente alto e alta demanda de material do equipamento. Enquanto isso, a corrosão ao equipamento é extremamente séria para todos os processos de dessulfurização atualmente usados do gás de combustão, gás de matéria-prima industrial e outros gases residuais que contêm enxofre.

[0004] Até então, diversos gases raramente são submetidos a tratamento de dessulfurização antes de serem descarregados na atmosfera. Os gases ainda têm teor relativamente alto de enxofre até mesmo se os mesmos forem submetidos ao tratamento de dessulfurização. Os métodos de dessulfurização existentes tais como método HiPure, método Benfield, método G-V, método A.D.A, método de lavagem com água, método de calcário e água de cal, método de solução de metal alcalino, método de solução alcalina, método de amônia, método de alquilamina, método de extração de tanina, e método de sulfolano, bem como os métodos de dessulfurização seca tais como método de óxido de ferro, método de óxido de zinco, método de óxido de manganês, método de óxido de cobalto , método de óxido de cromo, método de óxido de molibdênio e método de carbono ativado são essencialmente usados como métodos de dessulfurização primários para remover sulfeto de hidrogênio de gases de material bruto industrial, mas não são comumente usados para remover sulfeto de hidrogênio de gases gerais. As principais razões para isso são que esses métodos de dessulfurização têm baixa eficácia de dessulfurização, custos operacionais altos, altos investimentos em equipamento, séria corrosão ao equipamento, efeitos de dessulfurização indesejáveis e baixa taxa de remoção para enxofre orgânico [1-3]. A técnica de dessulfurização por metanol de baixa temperatura [4] é um método de sulfato de hidrogênio de absorção física, oxissulfureto de carbono, dissulfeto de carbono e dióxido de carbono e é comumente usado para descarbonização e dessulfurização de gases de matéria-prima em empreendimento químico em larga escala moderno. Entretanto, visto que o metanol tem baixo ponto de ebulição, é volátil e tem alta pressão de vapor saturado, é normalmente exigido operar sob alta pressão e à baixa temperatura (menos do que -10°C) e, desse modo, o consumo de energia é alto, perda de metanol é séria, o processo é complicado, a operação é tediosa e o custo de operação compreensivo é alto. O método de metanol de temperatura normal [5] é um método para absorção de sulfato de hidrogênio, oxissulfureto de carbono, dissulfeto de carbono e dióxido de carbono em gás por uma solução misturada de 60% de metanol e 40% de dietanolamina e, então, liberação de sulfato de hidrogênio, oxissulfureto de carbono, dissulfeto de carbono e dióxido de carbono por pressão de aquecimento e de redução. Entretanto, visto que o metanol tem baixo ponto de ebulição, é volátil, e tem alta pressão de vapor saturado, o gás liberado contém uma boa quantidade de metanol, resultando, desse modo, em composição de solução variável e séria perda de metanol. Além disso, a estabilidade química da solução é fraca pelas razões de que a dietanolamina é propensa à decomposição oxidativa após ser exposta à luz do dia e ar. Portanto, o método de regeneração de solução tem que ocorrer após o gás misturado do sulfato de hidrogênio, oxissulfureto de carbono, dissulfeto de carbono e dióxido de carbono são regenerados e liberados por pressão de aquecimento e de redução, então, com o uso do método de Claus para converter os gases liberados que contém enxofre em enxofre. Isso leva a alto consumo de energia, séria perda de metanol e dietanolamina, processo complicado, operação tediosa e alto custo operacional compreensivo. Os métodos descritos acima são principalmente usados para remover enxofre orgânico, como sulfeto de hidrogênio, oxissulfureto de carbono e dissulfeto de carbono em gás, mas não usados para remover SO2 e/ou SO3 em gás.

[0005] Uma curva de equilíbrio para uma solução aquosa de glicerol (glicerina) que absorve dióxido de enxofre foi testada [6] e foi revelado que a solução aquosa tem uma capacidade de absorção insuficiente para dióxido de enxofre, desse modo, a mesma não pode ser diretamente usada como o agente de dessulfurização para absorver dióxido de enxofre em gás de combustão; glicerol (glicerina) é adicionada a uma solução aquosa que contém Cl- ou uma solução aquosa que contém hidróxido de sódio como um agente estabilizante para analisar o teor de dióxido de enxofre em um gás[7-10], mas o mesmo não é usado como o agente de dessulfurização para remover dióxido de enxofre em gás de combustão e após a solução que contém glicerol ter absorvido dióxido de enxofre, o mesmo não pode ser regenerado para liberar o dióxido de enxofre, desse modo, a solução não pode ser usada como um solvente para gás de combustão dessulfurização; uma solução aquosa de urutropina que contém glicerol (glicerina) também é proposta para absorver SO2 em gás de combustão [11]. Entretanto, constata-se que urotropina tende a ser decomposta de modo oxidativo por gás oxigênio presente no gás de combustão após entrar em contato com o mesmo em experimento prático, fazendo com que a propriedade química da solução seja instável. Além disso, urotropina como um produto de química e medicina é dispendiosa e não é prontamente disponível. Portanto, esse método fracassa em ser amplamente usado devido a altos custos operacionais e desempenho de dessulfurização instável.

[0006] Uma solução tamponada de ácido acético e amônia que contém Fe2+ e Fe3+ [12-14] foi usada para a dessulfurização de gás de semiágua, que tem eficiência de dessulfurização relativamente alta e corrosão relativamente baixa. Entretanto, a solução é instável devido a efeito iônico e efeito de sal. No método de descarbonização catalisada de solução alcalina de ferro, dessulfurização e decianação de gás, uma solução aquosa de substância alcalina contendo íons de ferro é usada para absorver o enxofre no gás. Esse método tem capacidade para remover diversos tipos de enxofre e tem efeito de dessulfurização melhor que o método de dessulfurização úmida de gás convencional para o gás que tem baixo teor de enxofre. No entanto, os íons de ferro são menos estáveis na solução alcalina e uma grande quantidade de precipitado de hidróxido férrico ou hidróxido ferroso será produzida. De modo simultâneo, uma grande quantidade de precipitado de sulfeto férrico ou sulfeto ferroso será produzida quando a solução alcalina de ferro entrar em contato com gás contendo sulfeto. Desse modo, o teor de íons de ferro na solução diminui rapidamente e o efeito de dessulfurização reduz significativamente. Além disso, o fenômeno de obstruir a torre de dessulfurização ocorrerá. Portanto, esse método não é adequado para a dessulfurização de gás que tem alto teor de enxofre [15]. A fim de aperfeiçoar essa situação, tentou-se realizar a dessulfurização através de "solução alcalina de ferro" contendo microorganismos sob pressão normal ou pressão aumentada e um bom efeito é alcançado [16]. Adicionalmente, é sugerido absorver sulfeto de hidrogênio através de solução de etileno glicol, ou éster de etileno glicol ou éter de monometila de dietileno glicol. Então, o gás dióxido de enxofre é soprado na solução orgânica com sulfeto de hidrogênio absorvido, e sulfeto de hidrogênio é reagido com dióxido de enxofre para produzir enxofre de modo a permitir que a solução orgânica seja regenerada e reciclada para uso[17-19]. Embora o método para regenerar a solução de etileno glicol contendo sulfeto de hidrogênio por dióxido de enxofre seja muito simples, o dióxido de enxofre é limitado em suprimento e não é prontamente disponível. Além disso, é exigido dispositivo especial e medida de segurança durante transporte. Portanto, esse método tem desvantagens em que o custo operacional é alto e a medida de segurança é estrita. É proposto absorver sulfeto de hidrogênio, enxofre orgânico e água em gás natural ou outros gases através de solução de etileno glicol ou uma solução misturada de etileno glicol e alcanolamina, ou uma solução misturada de etileno glicol, alcanolamina, e carbonato de sódio ou solução de éter dimetílico de etileno glicol ou éter dimetílico de dietanol ou uma solução aquosa misturada de dietilamina, dietileno glicol, trietileno glicol e éter metílico de trietileno glicol, ou uma solução misturada de amina e acetaldeído ou uma solução aquosa misturada de éter monometílico de dietileno glicol e nitrilotriacetato férrico [20-28]. Entretanto, atualmente esses processos descritos acima são apenas usados na dessulfurização de gás de material bruto industrial em larga escala para remover sulfeto de hidrogênio, oxissulfureto de carbono e dissulfeto de carbono em gás, mas não usados na dessulfurização de gás de combustão e outros gases residuais para remover SOx (incluindo dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre).

[0007] As técnicas de patente anteriores de "Method for removing SOx from gas by polyethylene glycol (Patente n° ZL200910009058.1)" e "Method for removing SOx from flue gas by ethylene glycol (Patente n° ZL200710110446.X)" das presentes requerentes têm bons efeitos de dessulfurização durante os testes de produção industrializados práticos. No entanto, durante a regeneração por aquecimento, conforme o ponto de ebulição de etilenoglicol é apenas 197°C, haverá algumas perdas de etilenoglicol e, enquanto isso, uma quantidade pequena das soluções de etilenoglicol e polietilenoglicol irá deteriorar, o que aumentará os custos operacionais e afeta as eficácias de dessulfurização. Através de estudos teóricos adicionais, foi constatado que o dióxido de enxofre ou trióxido de enxofre interage essencialmente com grupos hidroxila nas moléculas de etileno glicol ou polietileno glicol e, simultaneamente, é ligado de modo fraco à ligação de éter em polietileno glicol ao interagir com etileno glicol ou polietileno glicol. Os mecanismos de interação são como a seguir:

[0008] Assumindo etilenoglicol e dietilenoglicol apenas como exemplos, as reações químicas são como a seguir:

[0009] As ligações fracas a seguir ocorrerão além das reações principais acima:

[0010] As reações indesejáveis a seguir ocorrerão durante a regeneração através de aquecimento:

[0011] A partir dos resultados de pesquisa atual dos presentes requerentes, pode ser visto que essas reações indesejáveis podem ser reações irreversíveis. Ou seja, não há até então nenhuma maneira de reverter essas reações indesejáveis. Os ésteres de sulfinatos e ésteres de sulfonatos resultantes não podem ser regenerados para liberar dióxido de enxofre ou trióxido de enxofre. A capacidade da solução de absorver enxofre diminuirá na medida em que a quantidade de ésteres de sulfinatos e ésteres de sulfonatos na solução aumenta. A solução deteriora, danificando, desse modo, o sistema e tornando, até mesmo, o sistema não aproveitável. REFERÊNCIAS: [1] Benson, H.E. Parrish, R.W. (1974) HiPure Process Removes CO2/H2S. Hydrocarbon Processing, Abril. 81 a 82. [2] Jenett, E. (1962), Giammarco-Vetrocoke Process. The Oil and Gas Journal. 30 de abril, 72 a 79. [3] F.C. Riesenfeld, A.L. Kohl, traduzido por Yusheng Shen, <Gas Purification>, Beijing, China Architecture & Building Press, 1982. [4] Wenbin Dai, Hongqing Tang, <Computer e Applied Chemistry>, 1994, 11 (1), P44 a 51. [5] Bin Ma, <Coal Chemical Industry>, 1994, n° 68, P35 a 38. [6] Zhiqiang He, Jinrong Liu, Lijun Li, Dawei Lan, e Jianbin Zhang, Absorption Properties e Spectroscopic Studies de Dilute Sulfur Dioxide in Aqueous Glycerol Solutions, Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 51, 13.882 a 13.890) [7] B. L. Wedzicha & P. P. Webb, Vapour pressure de SO2 above solutions de sulphur (IV) oxospecies: the effects of chloride ion and glicerol, Food Chemi.wy, 1996, 55 (4), 337 a 341. [8] Zheng Hui, Junxi Zhang, Xianwu Ji, Qunjie Xu, Fu Zhang, Daquan Zhang, Glycerine-water Solution Humidity-controlling Method and its Effects on SO2 Atmospheric Corrosion of Hot Galvanized Steel, Corrosion and Protection, 2013, 34 (2), 114 a 116. [9] Li Gao, Simultaneous Collection e Determination de Sulfur Dioxide, Hydrogen Fluoride and Nitrogen Oxides by Sodium Hydroxide-Glycerol Solution, Yunnan Metallurgy, 2012,41 (6), 56 a 59. [10]Yang Li, Yueqiang Liu, Study on colorimetric method of the thin alkali glycerol solution absorbs sulfur dioxide, Chemical Engineer, 2003, 95 (3), 32 a 33. [11] Zh. Prikl. Khim. (S.-Peterburg), 1993, 66 (10), 2.383 a 2.385 (Russo). [12] Xionghui Wei, Qianhuan Dai, Zhongming Chen, Kesheng Shao, Chending Zhang, (1998) Principle of Desulfurization by Buffer Aqueous Solution of Alkaline Iron Salt, Journal of Chemical Engineering, 49(1), 48 a 58. [13] Xionghui Wei, (1994) Novel method of Desulfurization and Deoxygenation for Semi-water Gas, publicação de patente n° CN 1087110. [14] Xionghui Wei, (1996) Decarbonization and Desulfurization Method by Pressurized Iron-alkaline Solution, publicação de patente n° CN 1133817. [15] Xionghui Wei, Meihua Zou, Fenghui Wei, (1999) Decarbonization, Desulfurization and Decyanation Method for Gas by Iron-alkaline Solution via Catalysis, patente n° CN ZL99100596.1. [16] Xionghui Wei, (2002) Desulfurization Method for Gas by Biochemical Iron-alkaline Solution via Catalysis, patente n° CN ZL02130605.2. [17] Galeeva R. G., Kamalov Kh. S., Aminov M. Kh., Gafiatullin R. R., Mitina A. P., Bakhshijan D. Ts., Safin G. R., Levanov V. V., Installation for Complete purification of Petroleum and Natural Gases, RU2070423C1. [18] Biedermann, Jean-Michel, Process for Eliminating Hydrogen Sulphide Contained in Gas Mixture, PCT/FR83/00174. [19] Biedermann, Jean-Michel, etc., Process for Eliminating Hydrogen Sulphide Contained in Gas Mixture, FR2532190-A1. [20] Muraoka Hiromitsu, Dehydration Method by Ethylene Glycol, JP62-95118A. [21] Patente alemã, Dehydration Method by Ethylene Glycol, n° DT2333708A1. [22] A Patente da União Soviética Anterior, no SU1611411A1. [23] Komuro Takeyong, JP6-228573A. [24] A Patente da União Soviética Anterior, n° SU655410A. [25] WYSCHOFSKY Michael, HOBERG Dirk, Method for the Separation of Gaseous Components from Technical Gases by Means of Ethylene Glycol Dimethyl Ethers at Low Temperatures, no WO03011432A1 (PCT/EP02/07915). [26] A Patente da União Soviética Anterior, n° SU927282B. [27] DILLON Edward Thomas, Composition and Method for Sweetening Hydrocarbons, no WO9007467A1 (PCT/US89/05742). [28] Zaida Diaz, Process for the Removal of H2S e CO2 from Gaseous Streams, US4368178.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0012] A fim de solucionar as deficiências descritas acima nas patentes anteriores de "Method for removing SOx from gas by polyethylene glycol (Patente no ZL200910009058.1)" e "Method for removing SOx from flue gas by ethylene glycol (Patente no ZL200710110446.X)", aumenta o ponto de ebulição da solução, reduz a perda de solventes enquanto aumenta a capacidade de dessulfurização da solução e evita ou reduz de modo significativo a geração de ésteres de sulfinato e ésteres de sulfonato, a presente invenção usa uma solução de compósito de etilenoglicol que consiste em etilenoglicol e/ou polietilenoglicol junto com um ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula e/ou um sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula para absorver SOx de um gás, em que o ácido orgânico e/ou sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula inclui um monoácido orgânico, um sal monoácido orgânico, um poliácido orgânico e um sal poliácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula. Na solução de compósito de etilenoglicol que consiste em etilenoglicol e/ou polietilenoglicol junto com o ácido orgânico e/ou sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula, etilenoglicol e/ou polietilenoglicol irão formar substância associada estável com o ácido orgânico e/ou sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula por meio de ligação de hidrogênio e também formarão ésteres estáveis, desse modo, a solução de compósito de etilenoglicol é aprimorada de modo significativo em estabilidade, a solução de compósito de etilenoglicol é melhorada de modo significante em resistência à deterioração por ácido ou base e também o ponto de ebulição da solução de compósito de etilenoglicol é aumentado de modo significativo.

[0013] Doravante no presente documento, etilenoglicol e dietilenoglicol junto com ácido cítrico e seus sais serão tomados como exemplo apenas para ilustrar o mecanismo de esterificação da solução de compósito de etilenoglicol da presente invenção, mas a solução de compósito de etilenoglicol da presente invenção não é limitada ao consistir apenas em etilenoglicol e/ou dietilenoglicol junto com ácido cítrico e seus sais, é uma solução de compósito de etilenoglicol que consiste em etilenoglicol e/ou polietilenoglicol junto com um ácido orgânico e/ou sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula.

[0014] Nas fórmulas a seguir, M representa um íon de metal, como íon de sódio, íon de potássio, íon de magnésio, íon de cálcio e/ou um íon de metal de transição.

[0015] No método de dessulfurização por solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção, primeiro, uma solução de compósito de etilenoglicol é usada para absorver SOx (x = 2 e/ou 3) em um gás e, então, a solução de compósito de etilenoglicol com SOx absorvido é regenerada por um ou mais dentre um método de aquecimento, um método a vácuo, um método de esterilização de gás, um método de ultrassonicação, um método de micro-onda e um método de radiação e a solução de compósito de etilenoglicol regenerada é reciclada para uso.

[0016] De acordo com o método de dessulfurização através de solução de compósito de etilenoglicol da presente invenção, não há exigências especiais para o teor total de SOx no gás que contém enxofre antes da dessulfurização. Entretanto, a fim de alcançar um melhor efeito de dessulfurização, é preferencial que o teor total de SOx no gás contendo enxofre seja menor do que 99,9% (por cento em volume).

[0017] No método de dessulfurização através de solução de compósito de etilenoglicol, de acordo com a presente invenção, não há restrições estritas nas condições de processamento. No entanto, é preferencial que a absorção é realizada sob uma pressão normal ou aumentada e a temperatura de absorção é, de preferência, -20 a 80°C. A seguir, a solução de compósito com SOx absorvido é regenerada por um ou mais dentre um método de aquecimento, um método a vácuo, um método de esterilização de gás, um método de ultrassonicação, um método de micro-onda e um método de radiação. De preferência, a temperatura de regeneração é 0 a 300°C.

[0018] A solução de compósito de etilenoglicol é uma solução de compósito de etilenoglicol que consiste em etilenoglicol e/ou polietilenoglicol junto com um ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula e/ou um sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula, na qual o teor de massa total de etilenoglicol e/ou polietilenoglicol junto com o ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula e/ou o sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula é maior que ou igual a 50% e o teor de massa de água é menor que 50%.

[0019] No método de dessulfurização por solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção, quando a solução de compósito de etilenoglicol com SOx absorvido é regenerado por um ou mais dentre um método de aquecimento, um método a vácuo, um método de esterilização de gás, um método de ultrassonicação, um método de micro-onda e um método de radiação; e dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre são subprodutos.

[0020] O princípio fundamental da presente invenção é como a seguir:

[0021] Doravante no presente documento, etilenoglicol junto com ácido cítrico e/ou sal de ácido cítrico, bem como dietilenoglicol junto com ácido cítrico e/ou sal de ácido cítrico serão tomados como exemplos para explicar melhor o princípio de remoção de SOx de um gás por solução de compósito de etilenoglicol, mas a solução de compósito de etilenoglicol da presente invenção não é limitada a uma solução que consiste apenas em etilenoglicol junto com ácido cítrico e/ou sal de ácido cítrico ou dietilenoglicol junto com ácido cítrico e/ou sal de ácido cítrico e o mesmo não pode ser construído como limitantes às reivindicações da presente invenção.

[0022] As reações de absorção a seguir ocorrem quando um gás de combustão ou outro gás que contém SOx é posto em contato com a solução de compósito de etilenoglicol:

[0023] A solução de compósito de etilenoglicol com dióxido de enxofre e trióxido de enxofre absorvidos é convertida em um licor rico, flui para fora a partir do fundo de torre de dessulfurização e flui para o regenerador para ser regenerada por um ou mais dentre um método de aquecimento, um método a vácuo, um método de esterilização com gás, um método de ultrassonicação, um método de micro-ondas e um método de radiação, liberando dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre de alta pureza. As reações de regeneração a seguir ocorrerão no regenerador para o licor rico.

[0024] A solução de compósito de etilenoglicol regenerada (doravante no presente documento, simplesmente chamada de "solução de dessulfurização") é reciclada para uso.

[0025] A fim de alcançar o princípio fundamental descrito acima, dois processos são projetados. O primeiro processo é um processo de dessulfurização e absorção, e o segundo processo é um processo de regeneração da solução de dessulfurização. Os métodos de regeneração usados no processo de regeneração da solução de dessulfurização incluem um método de aquecimento, um método a vácuo, um método de esterilização com gás, um método de ultrassonicação, um método de micro-ondas e um método de radiação.

[0026] O primeiro processo é descrito como a seguir: O processo de dessulfurização-absorção pode ser um processo de absorção atmosférica ou um processo de absorção pressurizado. O processo de dessulfurização-absorção é mostrado na Figura 1. O processo de dessulfurização-absorção ocorre na torre de dessulfurização. Em geral, o gás que contém SOx é alimentado na torre de dessulfurização do fundo da torre de dessulfurização. A solução de dessulfurização regenerada (em geral, chamada de "licor pobre") é carregada na torre de dessulfurização a partir do topo da torre de dessulfurização. Na torre de dessulfurização, o gás que contém SOx é colocado em contato com o contador atual de solução de dessulfurização e o SOx no gás é absorvido pela solução de dessulfurização. Então, o gás com SOx removido é descarregado do topo da torre de dessulfurização. A solução de dessulfurização com SOx absorvido no gás é convertida em "licor rico". O "licor rico" é descarregado do fundo da torre de dessulfurização e, então, flui para o processo de regeneração. De modo alternativo, tanto o gás quanto a solução de dessulfurização podem ser carregados na torre de dessulfurização a partir do topo da torre de dessulfurização durante o processo de absorção. O processo de absorção é realizado de modo concomitante na torre de dessulfurização.

[0027] O segundo processo é o processo de regeneração da solução de dessulfurização. Os métodos de regeneração usados incluem um método de aquecimento, um método a vácuo, um método de esterilização de gás, um método de ultrassonicação, um método de micro-onda e um método de radiação.

[0028] O diagrama de fluxo esquemático da regeneração através de método de aquecimento é mostrado na Figura 2. O modo de regeneração é aquele de "licor rico" de dessulfurização com SOx absorvido é carregado em um regerador de aquecimento e regenerado por aquecimento para liberar SO2 e/ou SO3. A solução de dessulfurização regenerada através de aquecimento é geralmente denominada "licor semipobre" ou "licor pobre de dessulfurização". O "licor semipobre" ou "licor pobre" pode ser transferido diretamente para o processo de dessulfurização-absorção a ser usado repetidamente. De modo alternativo, o mesmo pode ser transferido de modo contínuo para outro regenerador para regeneração adicional por outro método de regeneração e, então, transferido para o processo de dessulfurização-absorção a ser usado repetidamente.

[0029] O diagrama de fluxo esquemático da regeneração através de um método a vácuo é mostrado na Figura 3. O modo de regeneração é aquele do "licor rico" de dessulfurização com SOx absorvido é carregado em um regenerador a vácuo e regenerado por evacuação para liberar SO2 e/ou SO3. A solução de dessulfurização regenerada através de evacuação é geralmente denominada "licor semipobre" ou "licor pobre" de dessulfurização. O "licor semipobre" ou "licor pobre" pode ser transferido diretamente para o processo de dessulfurização-absorção a ser usado repetidamente. De modo alternativo, o mesmo pode ser transferido de modo contínuo para outro regenerador para regeneração adicional por outro método de regeneração e, então, transferido para o processo de dessulfurização- absorção a ser usado repetidamente.

[0030] O diagrama de fluxo esquemático da regeneração através de método de esterilização com gás é mostrado na Figura 4. O modo de regeneração é aquele do "licor rico" de dessulfurização com SOx absorvido é carregado em um gás esterilização por vapor-regenerator. Um gás inerte (como nitrogênio, dióxido de carbono, argônio e vapor d'água, etc.) é alimentado a partir do fundo do regenerador de esterilização com gás. Nesse momento, SO2 e/ou SO3 são realizados a partir do "licor rico" de dessulfurização pelo gás inerte e a solução de dessulfurização é regenerada. A solução de dessulfurização regenerada através de esterilização com gás é geralmente chamada de "licor semipobre" ou "licor pobre" de dessulfurização. O "licor semipobre" ou "licor pobre" pode ser transferido diretamente para o processo de dessulfurização-absorção a ser usado repetidamente. De modo alternativo, o mesmo pode ser transferido de modo contínuo para outro regenerador para regeneração adicional por outro método de regeneração e, então, transferido para o processo de dessulfurização-absorção a ser usado repetidamente.

[0031] O diagrama de fluxo esquemático da regeneração através do método de ultrassonicação e/ou do método de micro-ondas ou do método de radiação é mostrado na Figura 5. O modo de regeneração é aquele do "licor rico" de dessulfurização com SOx absorvido é carregado em uma ultrassonicação - e/ou micro-onda- ou regenerador de radiação e regenerado por ultrassonicação e/ou micro-onda ou radiação para liberar SO2 e/ou SO3. A solução de dessulfurização regenerada através de ultrassonicação e/ou micro-ondas ou radiação é, em geral, chamada de "licor semipobre" ou "licor pobre" de dessulfurização. O "licor semipobre" ou "licor pobre" pode ser transferido diretamente para o processo de dessulfurização-absorção a ser usado repetidamente. De modo alternativo, o mesmo pode ser transferido de modo contínuo para outro regenerador para regeneração adicional por outro método de regeneração e, então, transferido para o processo de dessulfurização-absorção a ser usado repetidamente.

[0032] Dois ou mais processos de regeneração do método de aquecimento, o método a vácuo, o método de esterilização de gás, o método de ultrassonicação, o método de micro-onda e o método de radiação descritos acima podem ser combinados em um regenerador.

[0033] A solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção é uma solução que consiste em etilenoglicol e/ou polietilenoglicol junto com um ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula e/ou um sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula, na qual o teor de massa total de etilenoglicol e/ou polietilenoglicol junto com o ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula e/ou o sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula é maior que ou igual a 50% e o teor de massa de água é menor que 50%.

[0034] Na solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção, o ácido orgânico e/ou sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula se refere a um monoácido orgânico, um sal monoácido orgânico, um poliácido orgânico e um sal poliácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula, em que o monoácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula é um composto orgânico que contém nenhum grupo amina e que contém apenas um grupo de ácido carboxílico em uma molécula, como ácido fórmico, ácido acético, ácido butírico e similares; o sal monoácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula contém nenhum grupo amina e contém apenas um grupo de ácido carboxílico em uma molécula, com o grupo de ácido carboxílico que se liga aos íons, como íons de sódio e/ou íons de potássio e/ou íons de magnésio e/ou íons de cálcio e/ou íons de metal de transição formando, desse modo, sais de ácido carboxílico, como sais de ácido fórmico, sais de ácido acético, sais de ácido butírico e similares. Mediante a formulação da solução de compósito de etilenoglicol, esses sais de monoácido orgânico que contêm nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula podem ser obtidos mediante a adição direta dos monoácidos orgânicos que contêm nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula e hidróxidos de metal e/ou carbonetos de metal para soluções para reagir; em que o poliácido orgânico contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula se refere a um ácido orgânico que contém nenhum grupo amina e que contém dois ou mais grupos de ácido carboxílico em uma mesma molécula, como ácido etanodioico, ácido propanodioico, ácido butanodioico, ácido tânico, ácido poligálico, ácido cítrico e similares; em que o sal poliácido orgânico contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula contém no grupo amina e contém dois ou mais que dois grupos de ácido carboxílico em uma mesma molécula, com pelo menos um grupo de ácido carboxílico que se liga aos íons de metal, como íons de sódio e/ou íons de potássio e/ou íons de magnésio e/ou íons de cálcio e/ou íons de metal de transição formando, desse modo, sais de ácido carboxílico, como sal de sódio de ácido etanodioico, sal de potássio de ácido propanodioico, sal de potássio de ácido butanodioico, sal de potássio de ácido tânico, sal de potássio de ácido poligálico, sal de potássio de ácido cítrico e similares. Mediante a formulação da solução de compósito de etilenoglicol, esses sais de poliácido orgânico que contêm nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula podem ser obtidos mediante a adição direta dos poliácidos orgânicos que contêm nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula e hidróxidos de metal e/ou carbonetos de metal para as soluções reagirem. A solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção pode conter qualquer um ou qualquer dois ou mais dos ácidos orgânicos que contêm nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula e os sais de ácido orgânico que contêm nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula e o teor de massa do ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula e/ou sal de ácido orgânico que contém nenhum átomo de nitrogênio em uma molécula na solução de compósito de etilenoglicol é menor que 30%.

[0035] A fim de aprimorar a capacidade da solução de compósito de etilenoglicol para absorver enxofre, uma certa razão de aditivos pode ser adicionada à solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção. Os aditivos podem ser aminas orgânicas, amidas, sulfonas, sulfóxidos e compostos metalorgânicos. As aminas orgânicas incluem alquilaminas (por exemplo, aminas alifáticas, como monometilamina, dietilamina, tripropilamina, dibutilamina, tributilamina, n-butilamina, sec-butilamina, iso-butilamina, terc-butilamina, etilenodiamina, propanodiamina, hexametilenodiamina, trietilenodiamina, dietilenotriamina, trietilenotetra-amina, tetraetilenopenta-amina, polietilenopoliamina, etc.) e aminas aromáticas (tais como anilina, N-metilanilina, N-etilanilina, N- propilanilina, N-butilanilina, N,N-dimetilanilina, N,N-dietilanilina, N,N- dipropilanilina, N,N-dibutilanilina, fenilenodiamina, alfa-naftilamina, anilina halogenada, nitroanilina, anilina sulfônica e similares). As amidas incluem formilamida, acetamida, DMF, MDEA, formanilida, acetanilida, propionanilida, butirilanilida, benzildimetilamina, benzildietilamina, benzildimetilpropilamina, benzildibutilamina e similares; as sulfonas incluem dimetil sulfona, dietil sulfona, sulfona de dipropilo, de dibutilo sulfona, bis-hidroxietil sulfona e similares; os sulfóxidos incluem sulfóxido de dimetilo (DMSO), sulfóxido de dietilo, sulfóxido de dipropilo, sulfóxido de dibutilo e similares; os compostos metalorgânicos incluem compostos metalorgânicos de transição. O aditivo na solução de compósito de etilenoglicol pode ser composto por qualquer um, dois ou mais compostos descritos acima que podem ser adicionados à solução de compósito de etilenoglicol. Os aditivos estão presentes na solução de compósito de etilenoglicol em um teor de massa de menos de 10%.

[0036] Quando comparado com o processo de dessulfurização úmido convencional (por exemplo processo de dessulfurização de cálcio, e processo de dessulfurização de amina), a presente invenção tem as vantagens a seguir. (1) O processo de dessulfurização úmido convencional pode apenas ser aplicado à dessulfurização de gás que tem teor de enxofre relativamente baixo. O método de dessulfurização por solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção pode ser aplicado à dessulfurização de gás que tem teor de enxofre baixo e gás que tem teor de enxofre alto. (2) Para o processo de dessulfurização úmido convencional, o precipitado insolúvel de sal de cálcio ou sal de amônio será produzido durante todo o processo de dessulfurização e regeneração, fazendo com que equipamentos e canos sejam obstruídos. Para o método de dessulfurização por solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção, não há substancialmente nenhum precipitado insolúvel de sal de cálcio ou sal de amônio. (3) Quando o processo de dessulfurização úmido convencional é usado para remover enxofre de gás de combustão, os subprodutos são sulfato de cálcio e sulfito de cálcio, ou sulfato de amônio e sulfito de amônio. Para o método de dessulfurização através de solução de compósito de etilenoglicol, de acordo com a presente invenção, os subprodutos são dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre de alta pureza, que têm amplos mercados e aplicações significativas como materiais químicos brutos importantes. (4) Para as técnicas de patente anteriores dos presentes requerentes de "Method for removing SOx from gas by polyethylene glycol (Patente no ZL200910009058.1)" e "Method for removing SOx from flue gas by ethylene glycol (Patente no ZL200710110446.X)", alguns ésteres de sulfinato e ésteres de sulfonato serão produzidos durante a operação, de modo que a capacidade da solução para absorver enxofre diminua, e a solução deteriore, danificando, desse modo, o sistema e tornando até mesmo o sistema não aproveitável. Para o método de dessulfurização por solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção, ésteres de sulfinato e ésteres de sulfonato são amplamente produzidos na solução durante a operação e a solução não sofrerá deterioração. Portanto, a solução é estável e, desse modo, a operação é estável. Além disso, de acordo com o método de dessulfurização por solução de compósito de etilenoglicol da presente invenção, a purificação é suficiente e o teor de enxofre total em gás pode ser reduzido de modo estável para 50 mg/m3 ou menos. A solução tem um ponto de ebulição alto e a perda é pequena. A razão de gás/líquido da dessulfurização é grande, e o consumo de energia é baixo. Adicionalmente, o custo de funcionamento é baixo, o período de operação é curto, o investimento é pequeno e a operação é simples.

[0037] O método de dessulfurização por solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção tem aplicações industriais amplas e pode ser usado para dessulfurização de gás de combustão, gás de queima, gás de forno de coque, gás residual de síntese de usinas de corante, gás de dejetos de usinas de fibra química e outros gases de matéria-prima industrial ou gases residuais que contêm SOx. O teor total de enxofre nos gases contendo enxofre acima é menos do que 99,9% (por cento em volume).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0038] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um processo de dessulfurização-absorção.

[0039] A Figura 2 é um diagrama esquemático de regeneração de solução de dessulfurização através de um método de aquecimento.

[0040] A Figura 3 é um diagrama esquemático de regeneração de solução de dessulfurização através de um método a vácuo.

[0041] A Figura 4 é um diagrama esquemático de regeneração de solução de dessulfurização através de um método de esterilização com gás.

[0042] A Figura 5 é um diagrama esquemático de regeneração de solução de dessulfurização através de um método ultrassônico e/ou um método de micro-ondas e/ou um método de radiação.

[0043] A Figura 6 é um diagrama esquemático de estrutura de um dispositivo de dessulfurização-absorção de tamanho pequeno.

[0044] A Figura 7 é um diagrama esquemático de estrutura de um dispositivo de regeneração de esterilização com gás e aquecimento de tamanho pequeno.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0045] O método de dessulfurização por solução de compósito de etilenoglicol de acordo com a presente invenção será descrito abaixo em referência a algumas modalidades específicas. As modalidades descritas doravante são apenas para melhor ilustrar a presente invenção em vez que limitar as reivindicações da presente invenção.

[0046] O primeiro processo é um processo de dessulfurização- absorção e sua modalidade é conforme mostrado na Figura 1. O gás 2 que contém SOx é alimentado a partir do fundo da torre de dessulfurização 1 e entra em contato com o licor pobre de dessulfurização 4 em contracorrente. O SOx no gás 2 que contém SOx é absorvido pelo licor pobre 4. O gás 2 que contém SOx é convertido em gás purificado 3 que é descarregado a partir do topo da torre de dessulfurização 1. O licor pobre de dessulfurização 4 com SOx absorvido é convertido em licor rico de dessulfurização 5 na base da torre de dessulfurização 1. O licor rico de dessulfurização 5 é descarregado para fora do fundo da torre de dessulfurização 1 e transferido para o processo de regeneração de solução de dessulfurização a ser regenerada por um ou mais dentre um método de aquecimento, um método a vácuo, um método de esterilização de gás, um método de ultrassonicação, um método de micro-onda e um método de radiação.

[0047] O segundo processo é o processo de regeneração de solução de dessulfurização. Os métodos de regeneração para o mesmo incluem um método de aquecimento, um método a vácuo, um método de esterilização de gás, um método de ultrassonicação, um método de micro-onda e um método de radiação.

[0048] A modalidade de método de regeneração através de aquecimento é mostrada na Figura 2. O licor rico de dessulfurização 5 é transferido para o regenerador de aquecimento 6 e é aquecido para liberar dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre gasoso 7. O dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre gasosos 7 podem ser transformados em subprodutos de dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre líquidos de alta pureza por um certo meio de processamento. Enquanto isso, espumas e/ou poeiras de enxofre 8 podem ser produzidas ou acumuladas e são separadas da parte principal da solução de dessulfurização. As espumas e/ou poeiras de enxofre separadas 8 podem ser adicionalmente processadas em subprodutos de enxofre e há também alguns resíduos de cinza descarregados. O licor rico de dessulfurização 5 é regenerado através de regenerador de aquecimento 6 e é, então, convertido no licor pobre de dessulfurização 4. O licor pobre de dessulfurização 4 pode ser transferido diretamente para o processo de dessulfurização-absorção para uso reciclado. Alternativamente, o mesmo pode ser transferido para o regenerador a vácuo e/ou regenerador de esterilização de gás e/ou regenerador ultrassônico e/ou regenerador de micro-ondas e/ou regenerador de radiação para ser regenerado adicionalmente.

[0049] A modalidade de método de regeneração através de vácuo é mostrada na Figura 3. O licor rico de dessulfurização 5 é transferido para o regenerador a vácuo 9, o vácuo é criado com o auxílio de máquina a vácuo 10 para liberar dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre gasoso 7. O dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre gasosos 7 podem ser transformados em subprodutos de dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre líquidos de alta pureza por um certo meio de processamento. Enquanto isso, espumas e/ou poeiras de enxofre 8 podem ser produzidas ou acumuladas e são separadas da parte principal da solução de dessulfurização. As espumas e/ou poeiras de enxofre separadas 8 podem ser adicionalmente processadas em subprodutos de enxofre e há também alguns resíduos de cinza descarregados. O licor rico de dessulfurização 5 é regenerado através de regenerador a vácuo 9 e é, então, convertido no licor pobre de dessulfurização 4. O licor pobre de dessulfurização 4 pode ser transferido diretamente para o processo de dessulfurização- absorção para uso reciclado. De modo alternativo, o mesmo pode ser transferido para o regenerador de aquecimento e/ou regenerador de esterilização de gás e/ou regenerador ultrassônico e/ou regenerador de micro-ondas e/ou regenerador de radiação para ser regenerado adicionalmente.

[0050] A modalidade de método de regeneração por esterilização de gás é mostrada na Figura 4. O licor rico de dessulfurização 5 é transferido para o regenerador de esterilização de gás 11, e entra em contato em contracorrente com o gás inerte 12 (incluindo nitrogênio, dióxido de carbono, argônio e vapor d'água, etc.) a partir do fundo do regenerador de esterilização de gás 11. O dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre no licor rico de dessulfurização 5 são liberados no gás inerte e um gás misturado 13 de dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre com alta concentração é formado e descarregado a partir do topo do regenerador de esterilização de gás 11. O dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre descarregados no gás inerte podem ser transformados em subprodutos de dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre líquidos de alta pureza por um certo meio de processamento. O licor rico de dessulfurização 5 é regenerado pelo regenerador de esterilização de gás 11 e é, então, convertido no licor pobre de dessulfurização 4. O licor pobre de dessulfurização 4 pode ser transferido diretamente para o processo de dessulfurização- absorção para uso reciclado. Alternativamente, o mesmo pode ser transferido para o regenerador de aquecimento e/ou regenerador a vácuo e/ou regenerador de ultrassonicação e/ou regenerador de micro-ondas e/ou regenerador de radiação para ser regenerado adicionalmente.

[0051] A modalidade de regeneração através de método ultrassônico e/ou método de micro-ondas e/ou método de radiação é mostrada na Figura 5. O licor rico de dessulfurização 5 é transferido para o regenerador de ultrassonicação e/ou de micro-ondas e/ou de radiação14 e regenerado sob as condições de ultrassonicação e/ou micro-ondas e/ou radiação para liberar dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre gasoso 7. O dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre gasosos 7 podem ser transformados em subprodutos de dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre líquidos de alta pureza por um certo meio de processamento. Enquanto isso, espumas e/ou poeiras de enxofre 8 podem ser produzidas ou acumuladas e são separadas da parte principal da solução de dessulfurização. As espumas e/ou poeiras de enxofre separadas 8 podem ser adicionalmente processadas em subprodutos de enxofre e há também alguns resíduos de cinza descarregados. O licor rico de dessulfurização 5 é regenerado através de regenerador de ultrassonicação e/ou microondas e/ou radiação 14 e é, então, convertido para o licor pobre de dessulfurização 4. O licor pobre de dessulfurização 4 pode ser transferido diretamente para o processo de dessulfurização-absorção para uso reciclado. De modo alternativo, o mesmo pode ser transferido para o regenerador de aquecimento e/ou regenerador a vácuo e/ou regenerador de esterilização de gás para ser regenerado adicionalmente.

[0052] De acordo com os conceitos específicos das modalidades acima, um dispositivo de absorção de tamanho pequeno mostrado na Figura 6 e um dispositivo de regeneração de esterilização de gás e aquecimento de tamanho pequeno mostrado na Figura 7 foram projetados e montados, respectivamente.

[0053] No dispositivo de absorção de tamanho pequeno conforme mostrado na Figura 6, 15 foi representada uma garrafa de absorção (ou uma garrafa de regeneração quando em regeneração), 16 foi representada a solução de compósito de etilenoglicol, 17 foi representado o gás que contém dióxido de enxofre e 18 foi representado um gás ventilado.

[0054] No dispositivo de esterilização-regeneração de gás e aquecimento de tamanho pequeno conforme mostrado na Figura 7, 15 foi representada uma garrafa de regeneração (ou uma garrafa de absorção quando absorve), 16 foi representada a solução de compósito de etilenoglicol com dióxido de enxofre absorvido, 19 foi representado um gás para esterilização de gás (N2 nesse teste), 20 foi representado o gás de esterilização que contém dióxido de enxofre, 21 foi representado um óleo de silicone para banho de óleo e 22 foi representado um recipiente de aquecimento termostático.

[0055] No experimento, conforme mostrado na Figura 6, cerca de 100 ml de solução de compósito de etilenoglicol nova 16 foram carregados na garrafa de absorção 15. Uma certa quantidade (l, litro) de gás 17 que contém dióxido de enxofre foi insuflada na garrafa de absorção 15 que contém a solução de compósito de etilenoglicol 16 a temperatura ambiente e passada através da solução de compósito de etilenoglicol 16. O dióxido de enxofre no gás foi absorvido pela solução de compósito de etilenoglicol 16. O gás com dióxido de enxofre removido foi chamado de gás ventilado 18. O gás ventilado 18 foi descarregado no exterior. Ao mesmo tempo, o teor de dióxido de enxofre (C*SO2, g/l) na solução de compósito de etilenoglicol 16 foi medido com o uso de iodimetria. Então, a garrafa de absorção que contém a solução de compósito de etilenoglicol com dióxido de enxofre absorvido foi colocada no pote de aquecimento termostático no banho de óleo. Nesse momento, a garrafa de absorção 15 serviu como a garrafa de regeneração 15. O teor de dióxido de enxofre na solução de compósito de etilenoglicol 16 já foi medido e o mesmo poderia ser usado como a solução de compósito de etilenoglicol 16 com dióxido de enxofre absorvido a ser regenerado. Conforme mostrado na Figura 7, a temperatura no pote de aquecimento termostático 22 foi ajustada para uma temperatura constante desejada através de aquecimento do óleo de silicone 21 para banho de óleo. Quando a temperatura do sistema foi mantida na temperatura desejada (t, °C), o gás 19 para esterilização de gás (N2 nesse teste) foi soprado para a garrafa de regeneração 15. O gás 19 para esterilização de gás (N2 nesse teste) foi posto em contato de modo suficiente com a solução de compósito de etilenoglicol 16 que contém dióxido de enxofre. Nesse momento, o dióxido de enxofre contido na solução de compósito de etilenoglicol 16 foi transferido para o gás 19 para esterilização de gás (N2 nesse teste). Nesse momento, o gás 19 para esterilização de gás (N2 nesse teste) que contém dióxido de enxofre foi transformado no gás de esterilização 20 que contém dióxido de enxofre, ventilado e descarregado no exterior. Após ser regenerado por um período de tempo (T, min) através de aquecimento e esterilização de gás, a garrafa de regeneração 15 foi retirada e resfriada em temperatura normal com água. O teor de dióxido de enxofre (CSO2, g/l) na solução de compósito de etilenoglicol regenerada 16 foi medido com o uso de iodimetria. A absorção e a regeneração da solução de compósito de etilenoglicol regenerada 16 foram repetidas muitas vezes de acordo com as etapas acima. As alterações que apareceram na solução de compósito de etilenoglicol foram observadas.

[0056] De acordo com o teste acima, os experimentos para a absorção e dessorção de SO2 contidos no gás foram repetidos muitas vezes com um sistema de 84% de EG (etilenoglicol) + de 6% sal de monopotássio de ácido cítrico + 10% de ácido cítrico, um sistema de 93% de EG (etilenoglicol) + 7% de sal de monopotássio de ácido cítrico, um sistema de 60% de PEG ( polietilenoglicol 400) + 3,3% de ácido cítrico + 4% de sal de monopotássio de ácido cítrico + 32,7% de H2O, um sistema de 60% de PEG + 3% de ácido cítrico + 5% de sal de monopotássio de ácido cítrico + 32% de H2O, um sistema de 60% de PEG + 8% de ácido cítrico + 5% de sal de monopotássio de ácido cítrico + 27% de H2O, um sistema de 76% de EG (etilenoglicol) + 22% de ácido acético + 2% de sal de potássio de ácido acético e um sistema de 60% de EG + 30% de água + 7,8% de sal de monopotássio de ácido oxálico + 2,2% de ácido oxálico. Os dados de experimento foram listados nas Tabelas 1 a 7, respectivamente.

[0057] A partir dos dados experimentais acima nas Tabelas 1 a 7, pode ser verificado que essas soluções de compósito de etilenoglicol têm efeitos bons sobre absorção para SO2 e regeneração. Isso indica que esses sistemas são bons solventes de dessulfurização para gases de combustão.

Claims

1. Método para remover SOx de um gás caracterizado pelo fato de que compreende: misturar etilenoglicol e/ou polietilenoglicol com um ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula e/ou um sal de ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula para formar uma solução de compósito de etilenoglicol, colocar a solução de compósito de etilenoglicol em contato com o gás que contém SOx para absorver o SOx no gás, em que x = 2 e/ou 3; em que o compósito de etilenoglicol que consiste em etilenoglicol e/ou polietilenoglicol junto com o ácido orgânico e/ou sal de ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula, etilenoglicol e/ou polietilenoglicol formam substância associada estável com o ácido orgânico e/ou sal de ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula por meio de ligação de hidrogênio e formam ainda ésteres estáveis; em que a solução de compósito de etilenoglicol contém uma certa quantidade de aditivos, em que os aditivos são um ou mais dentre aminas orgânicas, amidas, sulfonas, sulfóxidos e compostos metalorgânicos e o teor de massa dos aditivos na solução de compósito de etilenoglicol é menor que 10%.

2. Método para remover SOx de um gás, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula é um monoácido orgânico e/ou poliácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula; em que o sal de ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula é um sal monoácido orgânico e/ou sal poliácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula.

3. Método para remover SOx de um gás, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula é selecionado a partir de um ou mais dentre os ácidos orgânicos a seguir: ácido fórmico, ácido acético, ácido butírico, ácido etanodioico, ácido propanodioico, ácido butanodioico, ácido tânico, ácido poligálico e ácido cítrico; em que os sais de ácido orgânico que são isentos de átomo de nitrogênio em uma molécula são sais de ácido carboxílico formados mediante a combinação dos referidos ácidos orgânicos que são isentos de átomo de nitrogênio em uma molécula com íons de sódio, íons de potássio, íons de magnésio, íons de cálcio e/ou íons de metal de transição.

4. Método para remover SOx de um gás, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o teor de massa total de etilenoglicol e/ou polietilenoglicol junto com o ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula e/ou o sal de ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula na solução de compósito de etilenoglicol é maior que ou igual a 50%, o teor de massa de água é menor que 50% e o teor de massa do ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula e/ou o sal de ácido orgânico que é isento de átomo de nitrogênio em uma molécula na solução de compósito de etilenoglicol é menor que 30%.

5. Método para remover SOx de um gás, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de compósito de etilenoglicol absorve o SOx no gás sob uma pressão normal ou aumentada em uma temperatura de absorção de -20 a 80°C.

6. Método para remover SOx de um gás, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução de compósito de etilenoglicol com SOx absorvido é regenerada por um ou mais dentre um método de aquecimento, um método a vácuo, um método de esterilização de gás, um método de ultrassonicação, um método de micro-onda e um método de radiação; temperatura de regeneração é 0 a 300°C; dióxido de enxofre e/ou trióxido de enxofre são liberados na regeneração; e a solução de compósito de etilenoglicol regenerada é reciclada para uso.

7. Método para remover SOx de um gás, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás é um gás de combustão, um gás residual e/ou um gás de matéria-prima industrial que contém SOx.