CN109420411A - 从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属环保领域，提出了从酸性气流中回收二氧化硫的方法。采用一种或几种物理溶剂作为可再生脱硫剂，物理溶剂为含有氧元素、氮元素中的一种或两种作为硬碱性基团；物理溶剂中水含量为0～10%（wt）；可再生脱硫剂中还含有一定量的酸和盐作为稳定剂。本发明还开发了一种可再生的回收二氧化硫的方法，基于物理溶剂对二氧化硫良好的吸收性能，是一种可再生的回收二氧化硫的方法。即使有其他气体如二氧化碳等存在时，由于本发明物理溶剂良好的选择性，再生气中回收的二氧化硫纯度≥99.0%（v），被广泛应用于酸性气流中回收二氧化硫。

Description

从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂及方法
技术领域
本发明属于环保领域，涉及一种从酸性气流中回收二氧化硫的方法。
背景技术
二氧化硫普遍产生于电力、化工、金属冶炼等生产过程中，排放到大气中容易形成硫酸雾或硫酸盐气溶胶。世界各国均出台了严格标准控制二氧化硫的排放。目前，脱除二氧化硫的脱除方法有干法和湿法等，干法包括活性炭吸附法、分子筛吸附法、氧化法、金属氧化物吸收法等。湿法包括不可再生脱硫法和可再生脱硫法，不可再生脱硫法包括石灰石/石膏法、氧化镁吸收法、氨吸收法等；可再生脱硫法包括亚硫酸盐法、磷酸钠法、胺法、移动床吸附法等。专利CN85104983提出了一种从含有二氧化硫和二氧化碳的气体中选择性脱除二氧化硫的方法，该方法使用哌嗪酮或吗啉酮的水溶液作吸收剂，吸收溶液可以循环再生；专利CN87100724提出了用亚硫酸盐水溶液作为二氧化硫吸收剂吸收再生；专利CN106031844提出了一种脱硫脱硝剂，这种脱硫脱硝剂由多醇、聚多醇、多元羧酸和碱性物质缩聚得到的大分子或高分子醚类或酯类物质组成；美国专利US6096239提出了磷酸和碳酸钠作为吸收剂吸收二氧化硫，另加己二酸等缓冲剂等；专利CN101274204提出了一种用离子液回收二氧化硫的吸收剂；孟莫克公司提出了用一种物理溶剂脱除二氧化硫，命名为CLAUS MASTERTM，物理溶剂组分未公开。专利CN105848757提出了一种从气体物流中捕集二氧化硫的方法，使用的可再生吸收剂为二胺、物理溶剂和热稳定盐的混合物。这些技术在脱除二氧化硫的同时，也产生了一些问题，如产生的固体废弃物二次污染、副产物难以处理、生成的石膏无法与天然石膏竞争、系统结垢、氨逃逸等。
发明内容
本发明的目的是采用物理溶剂，基于含氧元素、氮元素中的一种或两种的物理溶剂对二氧化硫良好的吸收性能，开发的一种可再生的回收二氧化硫的方法。这种方法不产生二次污染。即使有其他气体如二氧化碳等存在时，由于本发明物理溶剂良好的选择性，再生气中回收的二氧化硫纯度≥99.0%（v）。本发明具有系统简单，不产生二次污染等特点。
本发明的技术构思是含二氧化硫的高温气流首先送入水洗塔降温冷却除尘到40℃，然后进入吸收塔与从上而下喷淋的物理溶剂进行逆流吸收，吸收塔底的富液去再生塔进行热再生。
为实现上述目的，本发明从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂，其特征在于采用一种或几种物理溶剂作为可再生脱硫剂，所述物理溶剂为含有氧元素、氮元素中的一种或两种作为硬碱性基团；所述的物理溶剂中水含量为0～10%（wt）。
一般地，所述可再生脱硫剂中还含有酸和盐作为稳定剂。
所述稳定剂酸包括硫酸、磷酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、己二酸中的一种或几种；所述稳定剂盐包括硫酸钠、磷酸钠、草酸钠、苹果酸钠、柠檬酸钠中的一种或几种。
所述稳定剂酸在物理溶剂中的含量为0～1000ppm，优选100～500ppm；盐在物理溶剂中的含量为0~1000ppm，优选300～1000ppm。
所述物理溶剂为二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、N-甲基吡烙烷酮、聚甲氧基二甲醚、环丁砜中的一种或几种。
本发明从酸性气流中回收二氧化硫的方法，采用上述从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂，将含二氧化硫的气流由风机输送，经过水洗塔降温除尘，水洗塔水循环使用；经过水洗塔的气流再经过吸收塔进行逆流吸收，吸收塔底的富液去再生塔进行热再生。
一般地，所述吸收塔内吸收的温度为0～40℃。
所述再生塔底的加热介质为蒸汽或导热油，再生塔底热再生温度控制在110～170℃。
所述酸性气流中二氧化硫的含量在0.05%～5%（v）。
本发明从含二氧化硫的气流中将二氧化硫脱除到100mg/m3以内，再生气中二氧化硫含量≥99.0%（v）回收使用。
本发明方法不产生二次污染。即使有其他气体如二氧化碳等存在时，由于本发明物理溶剂良好的选择性，再生气中回收的二氧化硫纯度≥99.0%（v）。本发明具有系统简单，不产生二次污染等特点。
附图说明
图1为本发明实施例物理法脱除二氧化硫工艺流程图。
图中，1-风机、2-水洗塔、3-水洗泵、4-吸收塔、5-贫液冷却器、6-富液泵、7-贫液泵、8-贫富液换热器、9-再生塔、10-再生气水冷器、11-煮沸器。
具体实施方式
下面的实施例将更好地阐述本发明，而不会限制其范围。
实施例：图1是本发明实施例工艺流程示意图，以下结合技术方案和附图详细叙述具体实施方式。
30Nm3/h含有SO2～1%（v）、CO2 ～7%(v)、其余为N2的原料气经过风机1加压至50kpa，进入水洗塔2用水洗涤，出水洗塔的气体进入吸收塔4，与从上而下喷淋的物理溶剂接触。塔底的富液由富液泵6加压输送至再生塔蒸汽再生，煮沸器11温度为130℃。下表为不同溶剂组成及净化度。
实施例 物理溶剂组成 净化度mg/m<sup>3</sup> 再生气SO<sub>2</sub>%（V）
实施例1 二乙二醇二乙醚60%（wt），N-甲基吡烙烷酮20%（wt）、二乙二醇二丁醚15%(wt)，水5%(wt)，苹果酸～200ppm(wt)，苹果酸钠～500ppm(wt) 81 99.0
实施例2 三乙二醇二甲醚60%（wt），N-甲基吡烙烷酮20%（wt）、聚甲氧基二甲醚15%(wt)，水5%(wt)，柠檬酸～100ppm(wt)，柠檬酸钠～300ppm(wt) 85 99.1
实施例3 四乙二醇二甲醚60%（wt），N-甲基吡烙烷酮15%（wt）、聚甲氧基二甲醚15%(wt)，水10%(wt)，柠檬酸～200ppm(wt)，柠檬酸钠～500ppm(wt) 93 99.0
实施例4 三乙二醇二甲醚30%（wt），四乙二醇二甲醚70%（wt），草酸～300ppm(wt)，草酸钠～1000ppm(wt) 80 99.3

Claims (10)

1.从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂，其特征在于采用一种或几种物理溶剂作为可再生脱硫剂，所述物理溶剂为含有氧元素、氮元素中的一种或两种作为硬碱性基团；所述的物理溶剂中水含量为0～10%（wt）。
2.根据权利要求1所述的从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂，其特征在于：可再生脱硫剂中还含有酸和盐作为稳定剂。
3.根据权利要求1所述的从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂，其特征在于：所述物理溶剂为二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、N-甲基吡烙烷酮、聚甲氧基二甲醚、环丁砜中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂，其特征在于：所述稳定剂酸包括硫酸、磷酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、己二酸中的一种或几种；所述稳定剂盐包括硫酸钠、磷酸钠、草酸钠、苹果酸钠、柠檬酸钠中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂，其特征在于：稳定剂酸在物理溶剂中的含量为0～1000ppm；盐在物理溶剂中的含量为0~1000ppm。
6.根据权利要求5所述的从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂，其特征在于：稳定剂酸在物理溶剂中的含量为100～500ppm，盐在物理溶剂中的含量为300～1000ppm。
7.一种从酸性气流中回收二氧化硫的方法，其特征在于采用权利1-6任一所述的从酸性气流中回收二氧化硫的可再生脱硫剂，将含二氧化硫的气流由风机输送，经过水洗塔降温除尘，水洗塔水循环使用；经过水洗塔的气流再经过吸收塔进行逆流吸收，吸收塔底的富液去再生塔进行热再生。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：吸收塔内吸收的温度为0～40℃。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：再生塔底的加热介质为蒸汽或导热油，再生塔底热再生温度控制在110～170℃。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：酸性气流中二氧化硫的含量在0.05%～5%（v）。
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