CN111905522A - 一种基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂,其组分包含:过氧酸类高分子氧化剂、助溶剂、有机酸和金属盐。按照质量份数计为:过氧酸类高分子氧化剂:20‑40份;助溶剂:5‑15份;有机酸1‑5份;金属盐5‑10份;其余为水。本发明提供的吸收剂组合物对二氧化硫具有非常好的脱除效果,可广泛应用于工业。

Description

一种基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂
技术领域
本发明涉及二氧化硫脱硫吸收剂领域,尤其涉及一种基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂。
背景技术
煤燃烧排放的SO2和NOx是主要的大气污染物,是造成酸雨和光化学烟雾的主要根源。多年来,国家对SO2和NOx的治理一直十分重视,出台了大批相关政策、法规等以限制其排放。然而目前国内外燃煤电厂广泛使用的烟气脱硫–选择性催化还原脱硝(FGD-SCR)工艺仅是对烟气SO2和NOx的分级治理,不是一体化的同时脱除技术,存在设备投资与运行维护费用高、占地面积大、系统复杂、排放二次污染物等缺点,制约了燃煤烟气多污染物在低费用条件下的有效控制和减排。
现有技术中关于脱除二氧化硫的吸收剂也有相关报道,例如,专利号为200710048743.6的发明专利公开了一种从混合气中脱除和回收二氧化硫的吸收剂,其主体成分为2-50%质量浓度的有机阳离子、2-50%质量浓度的无机阴离子组成的物质,0.1-3%质量浓度的烷基醇胺作为脱除二氧化硫的活化剂,0.1-0.2%质量浓度的酚类、醌类物质作吸收剂的抗氧化剂,0.1-0.2%质量浓度的金属氧化物或无机盐作为吸收剂的缓蚀剂。其吸收温度20-80℃,再生温度85-130℃,附产品为99%以上浓度的SO2气体。
申请号为CN201610370757.9的发明专利公开了一种脱除二氧化硫的可再生吸收剂,包括组分及质量份数如下:主体组分:10-32份;活化剂:1-5份;抗氧化剂:0.1-1份;水65-90份。本发明提供的可再生吸收剂以羟乙基二胺硫酸盐为主体,添加少量活化剂和抗氧化剂,具有SO2吸收能力大、能耗低、再生SO2纯度高等特点,较好地解决了现有二氧化硫脱除技术存在的缺点。
以上的吸收剂均为小分子有机物/无机物组成的组合物,由于小分子物质的稳定性较弱,因此是实际应用时组合物很容易分解,造成其性质发生变化。
过氧酸类高分子氧化剂(peroxyacides polymeric oxidant)指含有过氧酸结构(—CO—O—OH)的高分子氧化剂,高分子过氧酸最重要的用途是将烯烃氧化成环氧化合物。与低分子过氧酸试剂相比,高分子骨架的引入使其化学稳定性大大提高,在20℃下可以保存70天,并消除了爆炸危险。高分子过氧酸的制备多以聚苯乙烯为原料,经过乙酰化、氧化反应得到聚乙烯苯甲酸,然后与双氧水反应得到高分子过氧酸。或者聚甲基丙烯酸甲酯为原料,经碱性水解释放出羧基,再与双氧水反应实现过氧化。
本发明提供的可再生吸收剂以过氧酸类高分子氧化剂为主要活性物质,通过将其与少量助溶剂和有机酸等混合后得到的组合物,具有SO2吸收能力大、能耗低、再生SO2纯度高等特点,较好地解决了现有二氧化硫脱除技术存在的缺点,实现了烟气脱硫装置的高效化、资源化,符合国家循环经济的发展目标。
发明内容
本发明的目的是解决现有二氧化硫脱除技术中存在的部分问题,提供一种基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂。该吸收剂以过氧酸类高分子氧化剂为主要活性成分,组成的吸收剂能够有效的脱除二氧化硫,并且在一定温度下再生,具有高效、节能、环保的性能,可广泛应用于相关领域。
本发明的目的及解决其技术问题通过采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂,其组分包含:过氧酸类高分子氧化剂、助溶剂、有机酸和金属盐。
优选地,所述过氧酸类高分子氧化剂、助溶剂、有机酸和金属盐,其含量按照质量份数计分别为:过氧酸类高分子氧化剂:20-40份;助溶剂:5-15份;有机酸1-5份;金属盐5-10份;其余为水。
优选地,所述过氧酸类高分子氧化剂选自过氧苯甲酸的聚合物、过氧缩酮的聚合物、叔丁基过氧酯的聚合物中的一种或多种。
优选地,所述助溶剂选自邻苯二甲酸、邻苯二甲酯、乙醚、甲酸甲酯中的一种或多种。
优选地,所述有机酸选自柠檬酸、苹果酸、草酸、酒石酸中的一种或多种。
优选地,所述金属盐包括无机钠盐、钾盐、铁盐。
优选地,所述可再生吸收剂的PH值为2-4。
借由上述技术方案,本发明(名称)至少具有下列优点:
(1)本发明所采用的过氧酸类高分子氧化剂作为脱除二氧化硫的主要活性物质,一方面克服了传统脱硫剂的性能单一,另一方面解决了无机或者小分子有机过氧化物不稳定的缺陷,其能够在组合物中稳定存在并保持组合物的性能稳定性。
(2)本发明提供的组合物为作为二氧化硫吸收剂,其能够在酸性条件下与二氧化硫可逆性结合,在使用时,采用低温吸收、加热再生,同时副产高浓度SO2,可作为产生液体SO2、硫酸、硫磺等产品的优良原料,使SO2变废为宝,实现了烟气脱硫装置的高效化、资源化,符合国家循环经济的发展目标。
(3)该吸收剂在低温20-60℃下吸收混合气中的SO2气体,在高温85-120℃下将其解析出来,产生浓度大于99%(干基)的SO2副产品,吸收剂得到再生,循环使用。
综上所述,本发明特殊的吸收剂能够有效脱除二氧化硫,并且可再生,提供一种性能优异的二氧化硫吸收剂,从而更加适于实用,且具有产业上的利用价值。其具有上述诸多的优点及实用价值,并在同类制备方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新,其不论在制备方法上或功能上皆有较大的改进,在技术上有较大的进步,并产生了好用及实用的效果,且较现有的吸收剂具有增进的多项功效,从而更加适于实用,而具有产业的广泛利用价值,诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明附图以及较佳实施例详细说明如后。
本发明的具体制备方法及其结构由以下实施例结合附图详细给出。
附图说明
图1是实施例中所采用的含SO2气体脱硫工艺流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图以及较佳实施例,对依据本发明提出的电解质材料及其制备方法其具体实施方式、步骤、结构、特征及其功效,详细说明如后。
如图1所示,示出了本发明实施例中所采用的含SO2气体脱硫工艺流程图。该工艺流程为目前大多数钢铁厂及化工厂常用的脱除烟气中二氧化硫常见的设备流程。其工作原理为:转化气体首先进入水洗塔1除尘降温,再送入吸收塔2,烟气中的SO2被吸收剂吸收,出口气体放空。吸收SO2后的富液由塔底经富液泵3进入贫富液换热器4,回收热量后入再生塔5上部。解吸出的SO2连同水蒸气经冷凝器9冷却后,经气液分离器10分离除去水分,得到纯度99.5%的产品SO2气体,送下工段使用。再生气中被冷凝分离出来的冷凝水由回流泵11送至再生塔5顶部。富液从再生塔上部进入,通过汽提解吸部分SO2,然后进入再沸器6,使其中的SO2进一步解吸。解吸SO2后的贫液由再生塔5底流出,经贫液泵7、贫富液换热器4后,经贫液冷却器8进入吸收塔2上部。吸收剂往返循环构成连续吸收和解吸SO2的工艺过程。
实施例1
吸收剂组成为:
过氧苯甲酸的聚合物30%(重量)、水杨酸钠10%(重量)、苹果酸2.5%(重量)、硝酸钠7.5%(重量),其余成分是水。
吸收剂PH值3。
将上述各含量的组成成分混合均匀制得吸收剂。将得到的吸收剂组合物置于某化工厂如图1所示的燃烧制酸的吸收和解吸SO2的工艺过程中。测得回收前SO2含量为21748mg/Nm3,净化后SO2含量为21。该组合物对二氧化硫的吸收率能达到99.90%。因此利用本吸收剂配方,脱硫效率高,产品SO2气体含量高,质量稳定。
实施例2
吸收剂组成为:
过氧缩酮的聚合物21%(重量)、乙醚+甲酸甲酯15%(重量)、柠檬酸1.0%(重量)、氯化钠10%(重量),其余成分是水。
吸收剂PH值4。
将上述各含量的组成成分混合均匀制得吸收剂。将得到的吸收剂组合物置于某化工厂如图1所示的燃烧制酸的吸收和解吸SO2的工艺过程中。测得回收前SO2含量为4730mg/Nm3,净化后SO2含量为25。结果测得该组合物对二氧化硫的吸收率能达到99.47%,因此利用本溶液配方,吸收剂净化能力强,可以将烟气中的SO2脱除到30mg/Nm3以下,实现超净排放。
实施例3
吸收剂组成为:
过氧苯甲酸的聚合物+过氧缩酮的聚合物40%(重量)、乙醚+甲酸甲酯5%(重量)、酒石酸5%(重量)、氯化钠5%(重量),其余成分是水。
吸收剂PH值2。
将上述各含量的组成成分混合均匀制得吸收剂。将得到的吸收剂组合物置于某化工厂如图1所示的燃烧制酸的吸收和解吸SO2的工艺过程中。测得回收前SO2含量为1453mg/Nm3,净化后SO2含量为11。结果测得该组合物对二氧化硫的吸收率能达到99.24%,因此利用本溶液配方,吸收剂净化能力强,可以将烟气中的SO2脱除到20mg/Nm3以下,实现超净排放。
对比实施例1
吸收剂组成为:
水杨酸钠10%(重量)、苹果酸2.5%(重量)、硝酸钠7.5%(重量),其余成分是水。
吸收剂PH值6.0。
将上述各含量的组成成分混合均匀制得吸收剂。将得到的吸收剂组合物置于某化工厂如图1所示的燃烧制酸的吸收和解吸SO2的工艺过程中。测得回收前SO2含量为21748mg/Nm3,净化后SO2含量为13307。该组合物对二氧化硫的吸收率能达到38.81%。吸收率明显低于实施例1。
对比实施例2
吸收剂组成为:
乙醚+甲酸甲酯15%(重量)、柠檬酸1.0%(重量)、氯化钠10%(重量),其余成分是水。
吸收剂PH值6.5。
将上述各含量的组成成分混合均匀制得吸收剂。将得到的吸收剂组合物置于某化工厂如图1所示的燃烧制酸的吸收和解吸SO2的工艺过程中。测得回收前SO2含量为4730mg/Nm3,净化后SO2含量为3280。结果测得该组合物对二氧化硫的吸收率能达到30.66%。吸收率明显低于实施例2。
综上所述,本发明的组合物是在经过多次创造性试验的条件下获得的最优的组合成分及含量,该组合物对二氧化硫具有非常好的脱除效果。其能够在酸性条件下与二氧化硫可逆性结合,在使用时,采用低温吸收、加热再生,同时副产高浓度SO2,可作为产生液体SO2、硫酸、硫磺等产品的优良原料,使SO2变废为宝,实现了烟气脱硫装置的高效化、资源化,符合国家循环经济的发展目标。该吸收剂在低温20-60℃下吸收混合气中的SO2气体,在高温85-120℃下将其解析出来,产生浓度大于99%(干基)的SO2副产品,吸收剂得到再生,循环使用。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂,其组分包含:过氧酸类高分子氧化剂、助溶剂、有机酸和金属盐。
2.根据权利要求1所述的基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂,其中所述过氧酸类高分子氧化剂、助溶剂、有机酸和金属盐,其含量按照质量份数计分别为:过氧酸类高分子氧化剂:20-40份;助溶剂:5-15份;有机酸1-5份;金属盐5-10份;其余为水。
3.根据权利要求2所述的基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂,其中所述过氧酸类高分子氧化剂选自过氧苯甲酸的聚合物、过氧缩酮的聚合物、叔丁基过氧酯的聚合物中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂,其中所述助溶剂选自水杨酸钠、尿素、乙醚、甲酸甲酯中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂,其中所述有机酸选自柠檬酸、苹果酸、草酸、酒石酸中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂,其中所述金属盐包括无机钠盐、钾盐、铁盐。
7.根据权利要求1-6任一所述的基于可循环利用的高分子二氧化硫吸收剂,其中所述可再生吸收剂的PH值为2-4。
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