CN103657342A - 一种高效可再生so2吸收剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效可再生SO2吸收剂，该吸收剂由15wt.%～25wt.%的柠檬酸盐、氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠、亚硫酸钠或亚硫酸钙，1wt.%～3wt.%的有机胺配伍剂，72wt.%～84wt.%的水组成。本发明吸收剂吸收容量大、净化率高、可持续再生、选择性好，对SO2吸收率达到99%以上。
Description
技术领域
本发明属于环境保护与气体净化技术领域，涉及一种吸收容量大、净化率高、价格低廉、可再生的SO2吸收剂。
背景技术
联合国环境规划部署1988年公布的统计资料显示，SO2已成为世界第一大污染物。我国自2005年SO2排放达到创纪录的2500万吨以来，各级政府及企业就不遗余力的进行SO2排放治理，虽然取得了一定效果，但由于电力需求的刚性特质，到2011年为止，SO2排放总量还在2000万吨以上，目前均存在着排放浓度不达标的现象或者排放总量超标的问题，对工厂废气的治理从发展趋势看，应是多元化，无害化和资源化。所以，我国烟气脱硫任务繁重，同时也意味着烟气脱硫技术市场需求旺盛。
如今，烟气脱硫技术多种多样，最为成熟的湿法技术占总量的85%，其中以石灰石/石膏法占垄断地位，其特点是脱硫效果较好，但系统投资和运行成本高，对设备腐蚀较大。另外，还有柠檬酸钠法，所使用的吸收溶剂可以被再生，但在使用过程中溶剂会对金属设备造成腐蚀，还有部分硫酸根的热稳定盐生成；有机胺法，其特点是净化烟气能力强，热稳定性较好，但其价格过高，能耗大；亚硫酸钠循环法的优点是脱硫效果好，吸收剂可以循环使用，CO2对其无影响，脱硫剂再生过程简单且能耗低，投资小，无二次污染，但其很明显的缺点是易被氧化生成稳定硫酸钠不易脱除。因此，开发一种吸收效果好，吸收容量大，无二次污染，可再生，投资小，运行成本小的脱硫技术是如今的研究热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有脱硫方法存在的缺点，提供一种成本低廉、吸收容量大、净化率高、可再生的SO2吸收剂。
解决上述技术问题所采用的技术方案是它由下述质量百分配比的原料组成：
吸收剂 15%～25%
配伍剂 1%～3%
水 72%～84%
上述的吸收剂是柠檬酸盐、氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸钙中的任意一种，配伍剂是吡啶、咪唑、哌嗪、吗啡啉、乙醇胺、乙二胺、三聚氰胺、二异丙醇胺、甲基二乙醇胺、甲基吡咯烷酮、二乙烯二胺、二乙烯三胺、二乙烯四胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、羟乙基乙二胺、二甲基甲酰胺、四甲基丙二胺、叔丁基二乙醇胺中的任意一种或两种以上的混合物。
上述的吸收剂优选氢氧化钠、碳酸钠、亚硫酸钠中的任意一种，配伍剂优选哌嗪、乙醇胺、乙二胺、甲基二乙醇胺、甲基吡咯烷酮、二乙烯三胺、二乙烯四胺中的任意一种或两种以上的混合物。
本发明所使用的吸收剂在吸收主体不停的吸收SO2的同时，pH值不断下降，吸收能力也不断下降。配伍剂在水中水解不断生成氢氧根离子，稳定了吸收剂的pH值，从而产生了协同效应，提高了整体吸收能力。本发明优点如下：（1）降低了SO2排放浓度，可达到17.5ppm以下。（2）提高了整个循环体系吸收液的吸收容量与吸收率，达到99%以上。（3）选择性好。对SO2的选择性是对CO2的105倍。（4）吸收剂可再生。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
以制备250kg高效可再生SO2吸收剂为例，其质量百分比组成如下：
氢氧化钠 37.5kg
哌嗪 5kg
水 207.5kg
上述高效可再生SO2吸收剂的制备方法为：将37.5kg氢氧化钠加入207.5kg水中，混合均匀，再加入5kg哌嗪，搅拌均匀。
实施例2
以制备250kg高效可再生SO2吸收剂为例，其质量百分比组成如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例3
以制备250kg高效可再生SO2吸收剂为例，其质量百分比组成如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例4
以制备250kg高效可再生SO2吸收剂为例，其质量百分比组成如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例5
以制备250kg高效可再生SO2吸收剂为例，其质量百分比组成如下：
亚硫酸钠 50kg
哌嗪 7.5kg
水 192.5kg
其制备方法与实施例1相同。
实施例6
以制备250kg高效可再生SO2吸收剂为例，其质量百分比组成如下：
其制备方法与实施例1相同。
上述实施例中的吸收剂也可用等质量的氢氧化镁或亚硫酸钙替换，配伍剂也可用等质量的吡啶、咪唑、吗啡啉、三聚氰胺、二乙烯二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、叔丁基二乙醇胺中的任意一种或两种以上的混合物替换，以上列举的仅是本发明的具体实施例子，本领域普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形均在本发明的保护范围内。
为了证明本发明的有益效果，发明人采用实施例1～6的高效可再生SO2吸收剂，以及质量分数为20%的亚硫酸钠水溶液和质量分数为3%的哌嗪水溶液作为吸收剂，进行了大量的实验室研究试验，具体试验情况如下：
将空气占99%、CO2占1%、SO2浓度为800ppm的烟气通入250kg不同吸收剂中，每半小时监测一次吸收剂的pH值、密度、尾气排放浓度，通至吸收剂的pH值降为6.74时，结束通气，计算吸收体系尾气中SO2的排放浓度以及吸收剂的吸收率、每公斤吸收剂对SO2的吸收容量，结果见表1。
表1不同吸收剂对SO2的吸收效果
| 吸收剂 | 尾气排放浓度（ppm） | 吸收率 | 单次吸收容量（g/kg） |
| 实施例1 | 2.57 | 99.68% | 50 |
| 实施例2 | 3.66 | 99.65% | 48 |
| 实施例3 | 1.89 | 99.70% | 48 |
| 实施例4 | 2.90 | 99.66% | 49 |
| 实施例5 | 1.50 | 99.72% | 52 |
| 实施例6 | 3.92 | 99.64% | 45 |
| 20%亚硫酸钠水溶液 | 11.6 | 98.55% | 20 |
| 3%哌嗪水溶液 | 10 | 98.99 | 17 |
由表1可见，以本发明吸收剂吸收烟气中的SO2，尾气中排放的SO2浓度更低，对烟气的净化效果更好，而且本发明吸收剂对SO2的吸收率可以达到99%以上，吸收剂的单次吸收容量远远高于单纯以质量分数为20%的亚硫酸钠水溶液或者质量分数为3%的哌嗪水溶液。另外，本发明吸收剂通过加热分解，可以重新产生SO2，用于制备硫酸或硫磺，吸收剂可重复使用。
Claims (2)
1.一种高效可再生SO2吸收剂，其特征在于它由下述质量百分配比的原料组成：
吸收剂 15%～25%
配伍剂 1%～3%
水 72%～84%
上述的吸收剂是柠檬酸盐、氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸钙中的任意一种，配伍剂是吡啶、咪唑、哌嗪、吗啡啉、乙醇胺、乙二胺、三聚氰胺、二异丙醇胺、甲基二乙醇胺、甲基吡咯烷酮、二乙烯二胺、二乙烯三胺、二乙烯四胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、羟乙基乙二胺、二甲基甲酰胺、四甲基丙二胺、叔丁基二乙醇胺中的任意一种或两种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的高效可再生SO2吸收剂，其特征在于：所述的吸收剂为氢氧化钠、碳酸钠、亚硫酸钠中的任意一种，配伍剂为哌嗪、乙醇胺、乙二胺、甲基二乙醇胺、甲基吡咯烷酮、二乙烯三胺、二乙烯四胺中的任意一种或两种以上的混合物。
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