CN116272259A - 一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂及其应用 - Google Patents

一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂及其应用，涉及环境保护和气体净化的技术领域，所述脱硫脱碳溶剂包括主脱硫脱碳组分、助脱硫脱碳组分和水；所述主脱硫脱碳组分为有机胺类化合物，所述助脱硫脱碳组分为离子液体；以重量分数计，所述主脱硫脱碳组分的重量百分数为20wt％～40wt％；以重量分数计，所述助脱硫脱碳组分的重量百分数为10wt％～20wt％。本发明提供的脱硫脱碳溶剂实现了在低压低温下对含硫气体、二氧化碳的高效吸收以及低压中高温下的高效解吸，有效解决了现有脱硫脱碳溶剂存在的对二氧化碳、含硫气体的吸收能力差和对二氧化碳、含硫气体的吸收与解吸过程能耗高等问题。

Description

一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂及其应用
技术领域
本申请涉及环境保护和气体净化的技术领域，尤其涉及一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂及其应用。
背景技术
随着社会和经济的快速发展，人类对于能源的需求不断增长，并且在全球范围内，矿物燃料占据能源使用的主导地位。大量的煤炭、石油和天然气作为燃料使用，从而产生的大量有害气体肆意排放到大气中，导致空气污染问题尤为严重，严重的影响了人们的健康和正常生活，吸热性强的温室气体肆意排放，以含硫气体(硫化氢、有机硫)为主的污染气体排放量同步激增，对人体健康和环境造成极大危害。
目前，针对可再生含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的吸收剂可以分为两类。一类是物理吸收剂，利用在物理吸收剂中含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳有良好的溶解度，溶剂分子通过静电作用或范德华作用将含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳溶解在溶液内，在低温高压下吸收，低压高温下解吸。另一类是化学吸收剂，利用含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳与化学吸收剂进行化学反应生成络合盐实现脱硫脱碳，然后用升温或减压等方法分解络合盐释放出含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳。但现有的脱硫脱碳溶剂在吸收和解吸时存在下列问题：(1)物理吸收剂在吸收含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳时，通常会存在粘度大、传质速率慢、工艺复杂及成本高等问题；(2)化学吸收剂有较强的腐蚀性，对吸收装置材质要求较高；(3)吸收剂易发生氧化降解，对原料气前处理要求较高；(4)吸收剂吸收含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳时形成较为稳定的结构，解吸温度较高造成了高能耗，而解析能耗高是制约该类溶剂实际工业应用的一个重要因素。
发明内容
本申请提供了一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂及其应用，以解决现有脱硫脱碳溶剂存在的对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收能力差和对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收与解吸过程能耗高等技术问题。
第一方面，本申请提供了一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂，所述脱硫脱碳溶剂包括主脱硫脱碳组分、助脱硫脱碳组分和水；
所述主脱硫脱碳组分为有机胺类化合物，所述助脱硫脱碳组分为离子液体；
以重量分数计，所述主脱硫脱碳组分的重量百分数为20wt％～40wt％；
以重量分数计，所述助脱硫脱碳组分的重量百分数为10wt％～20wt％。
进一步地，所述有机胺类化合物包括2-氨甲基吡啶、2,2-二吡啶胺、双(4-吡啶)胺、4-吡咯烷丁胺和4-氨基苄胺中的至少一种。
进一步地，所述离子液体包括[BMIM]OTF、[BMIM][BF4]和[N111][Gly]中的至少一种。
进一步地，所述主脱硫脱碳组分和所述助脱硫脱碳组分的重量比为2～4:1。
进一步地，以重量分数计，所述脱硫脱碳溶剂还包括：抗氧化组分1wt％～5wt％和缓蚀组分0.5wt％～2wt％。
进一步地，所述抗氧化组分包括((5-噻唑基)甲基)-(4-硝基苯基)碳酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、间苯二酚、间苯二酚衍生物和蓖醌中的至少一种；所述缓蚀组分包括4-氯苯胺-毗啶-4-甲醛席夫碱、硼酸钠、硼酸缓蚀剂、咪唑基二硫脲、葡萄糖酸钠和咪唑啉中的至少一种。
进一步地，所述主脱硫脱碳组分、所述助脱硫脱碳组分、所述抗氧化组分、所述缓蚀组分和所述水的重量百分数之和为100％。
第二方面，本申请提供了第一方面任一项所述的脱硫脱碳溶剂在低压气体脱硫脱碳处理中的应用。
第三方面，本申请提供了一种对低压气体中含硫气体及二氧化碳气体进行脱除再生的方法，所述脱除再方法包括以下步骤：
采用第一方面任一项所述的脱硫脱碳溶剂对低压气体进行吸收处理，得到吸收含硫气体及二氧化碳气体的液体；
采用加热方式对吸收含硫气体及二氧化碳气体的所述液体进行再生解吸，得到含硫气体及二氧化碳气体；
其中，所述吸收处理的工作温度为30℃～50℃。
进一步地，所述再生解吸的加热温度为90℃～110℃。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下优点：
本申请实施例提供了一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂，该脱硫脱碳溶剂包括适宜配比的有机胺类化合物和离子液体，利用有机胺类化合物对含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳气体吸收容量大、反应速率快与成本较低的特点，将其作为主脱硫脱碳组分，并通过加入离子液体作为助脱硫脱碳组分，离子液体不仅可以进一步提升脱硫脱碳溶剂对含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的吸收容量，提高了对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收能力；还可显著降低现有脱硫脱碳溶剂解吸时温度，有效降低了解吸能耗；两者相互协同，共同作用实现了在低压低温下对含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的高效吸收、低压中高温下的高效解吸，有效解决了现有脱硫脱碳溶剂存在的对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收能力差和对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收与解吸过程能耗高等问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种对低压气体中含硫气体及二氧化碳气体进行脱除再生的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
第一方面，本申请提供了一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂，所述脱硫脱碳溶剂包括主脱硫脱碳组分、助脱硫脱碳组分和水；
所述主脱硫脱碳组分为有机胺类化合物，所述助脱硫脱碳组分为离子液体；
以重量分数计，所述主脱硫脱碳组分的重量百分数为20wt％～40wt％；
以重量分数计，所述助脱硫脱碳组分的重量百分数为10wt％～20wt％。
本申请实施例提供了一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂，该脱硫脱碳溶剂包括适宜配比的有机胺类化合物和离子液体，利用有机胺类化合物对含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳气体吸收容量大、反应速率快与成本较低的特点，将其作为主脱硫脱碳组分(或称为主吸收剂)，并通过加入离子液体作为助脱硫脱碳组分(或称为助吸收剂)，离子液体不仅可以进一步提升脱硫脱碳溶剂对含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的吸收容量，提高了对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收能力；还可显著降低现有脱硫脱碳溶剂解吸时温度，有效降低了解吸能耗；两者相互协同，共同作用实现了在低压低温下对含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的高效吸收、低压中高温下的高效解吸，有效解决了现有脱硫脱碳溶剂存在的对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收能力差和对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收与解吸过程能耗高等问题。
本申请提供的脱硫脱碳溶剂能够在低温下吸收低压气体中的含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳气体，再在中高温(本处所述中高温是相对于吸收时的温度而言)下解吸所吸收的气体，可得到含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳产品，不仅有利于回收含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的利用，而且该脱硫脱碳溶剂还可循环利用。本申请所述的低压气体具体是指压力＜0.1MpaG的气体体系，具体可用于如燃煤电厂烟气、天然气净化中含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的脱除等。
本申请提供的脱硫脱碳溶剂的配制方法简单，按照各组分的配比进行称取各组分后进行搅拌混合即可制得，本申请文件不进行过多赘述。
在一些具体实施例中，以重量分数计，所述主脱硫脱碳组分的重量百分数可为20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％等。
在一些具体实施例中，以重量分数计，所述助脱硫脱碳组分的重量百分数可为10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述有机胺类化合物包括2-氨甲基吡啶、2,2-二吡啶胺、双(4-吡啶)胺、4-吡咯烷丁胺和4-氨基苄胺中的至少一种。
优选地，本申请选用2-氨甲基吡啶、2,2-二吡啶胺、双(4-吡啶)胺、4-吡咯烷丁胺和4-氨基苄胺中的一种或多种作为主脱硫脱碳组分，与离子液体的协同配合作用更佳，有利于提升脱硫脱碳溶剂对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收容量。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述离子液体包括[BMIM]OTF、[BMIM][BF4]和[N111][Gly]中的至少一种。
优选地，本申请选用[BMIM]OTF(中文名称为1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐)、[BMIM][BF4](中文名称为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)和[N111][Gly](中文名称为四甲基铵甘氨酸)中的至少一种作为助脱硫脱碳组分，与有机胺类化合物的协同配合作用更佳，有利于提升脱硫脱碳溶剂对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收容量和降低吸收与解吸过程中的能耗。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述主脱硫脱碳组分和所述助脱硫脱碳组分的重量比为2～4:1。
申请人通过研究发现，控制所述主脱硫脱碳组分和所述助脱硫脱碳组分的重量比为2～4:1时，所得脱硫脱碳溶剂对二氧化碳、含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收能力更佳且吸收与解吸过程能耗更低。
作为本申请实施例的一种实施方式，以重量分数计，所述脱硫脱碳溶剂还包括：抗氧化组分1wt％～5wt％和缓蚀组分0.5wt％～2wt％。
本申请在上述脱硫脱碳溶剂的基础上，加入抗氧化组分，使脱硫脱碳溶剂在低压体系中有较好的抗氧化降解性能；加入缓蚀组分，能够大大减缓或降低脱碳过程中酸性物质对设备的腐蚀，提高脱碳系统的稳定性。具体来说，采用吸收剂脱出低压气体中的含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳时，尾气中的O2易与脱硫脱碳溶剂发生氧化降解反应，使溶液吸收含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的能力大幅度下降，溶液黏度增加且设备腐蚀严重，加入的抗氧化剂可抑制氧化降解反应的发生，提高脱除效率，降低吸收剂用量。
因此，本申请提供的适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂，具有酸气负荷大、净化气中含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳含量低、溶剂性能稳定、解吸率高、可再生循环利用、吸收与解吸过程能耗低等优点，可大幅降低气体净化成本，有利于再生酸气的后续利用，本发明可用燃煤电厂烟气、天然气净化中含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的脱除。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述抗氧化组分包括((5-噻唑基)甲基)-(4-硝基苯基)碳酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、间苯二酚、间苯二酚衍生物和蓖醌中的至少一种；所述缓蚀组分包括4-氯苯胺-毗啶-4-甲醛席夫碱、硼酸钠、硼酸缓蚀剂、咪唑基二硫脲、葡萄糖酸钠和咪唑啉中的至少一种。
优选地，本申请选用((5-噻唑基)甲基)-(4-硝基苯基)碳酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、间苯二酚及其衍生物和蓖醌中的一种或多种作为抗氧化组分，选用4-氯苯胺-毗啶-4-甲醛席夫碱、硼酸钠、硼酸缓蚀剂、咪唑基二硫脲、葡萄糖酸钠和咪唑啉中的至少一种作为缓蚀组分，进一步提升脱硫脱碳溶剂的抗氧化降解性能和稳定性等。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述主脱硫脱碳组分、所述助脱硫脱碳组分、所述抗氧化组分、所述缓蚀组分和所述水的重量百分数之和为100％。
在一些具体实施例中，本申请提供的适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂是由主脱硫脱碳组分、助脱硫脱碳组分、抗氧化组分、缓蚀组分和水组成；以质量百分比计，所述脱硫脱碳溶剂包括：主脱硫脱碳组分20wt％～40wt％、助脱硫脱碳组分10wt％～20wt％、抗氧化组分1wt％～5wt％和缓蚀组分0.5wt％～2wt％；余量为水；其中，所述主脱硫脱碳组分为有机胺类化合物，所述助脱硫脱碳组分为离子液体。
第二方面，本申请提供了第一方面任一项所述的脱硫脱碳溶剂在低压气体脱硫脱碳处理中的应用。
本申请提供的适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂，具有酸气负荷大、净化气中含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳含量低、溶剂性能稳定、解吸率高、可再生循环利用、吸收与解吸过程能耗低等优点，可大幅降低气体净化成本，有利于再生酸气的后续利用，本发明可用燃煤电厂烟气、天然气净化中含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的脱除。同时该应用是基于上述第一方面任一项所述的脱硫脱碳溶剂来实现，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
第三方面，本申请提供了一种对低压气体中含硫气体及二氧化碳气体进行脱除再生的方法，如图1所示，所述脱除再方法包括以下步骤：
采用第一方面任一项所述的脱硫脱碳溶剂对低压气体进行吸收处理，得到吸收含硫气体及二氧化碳气体的液体；
采用加热方式对吸收含硫气体及二氧化碳气体的所述液体进行再生解吸，得到含硫气体及二氧化碳气体；
其中，所述吸收处理的工作温度为30℃～50℃。
采用本申请提供的脱硫脱碳溶剂对低压气体进行吸收处理时的温度为30℃～50℃，实现了在低压低温下对含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳的高效吸收，降低了吸收时的能耗。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述再生解吸的加热温度为90℃～110℃。
相较于现有脱硫脱碳溶剂再生解吸含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳时的工作温度(一般为≥120℃)，采用本申请提供的脱硫脱碳溶剂对低压气体进行再生解吸的加热温度为90℃～110℃，实现了低压中高温下的高效解吸，降低了解吸时的能耗。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
以质量百分比计，本实施例中低压气体中具有抗氧化性的脱硫脱碳溶剂包括以下组分：30wt％的2-氨甲基吡啶、10wt％的[BMIM]OTF、1wt％的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2wt％的硼酸缓蚀剂和余量的水。
将本实施例制得的脱硫脱碳溶剂在40℃的温度下用于含硫气体(硫化氢、有机硫)为0.3wt％、CO2为14.3wt％的低压气体(压力为0.05MpaG)，脱除时间为30min，脱硫率为95.1％，脱碳率为90.1％。抽取富液100ml并在98℃的温度下进行解吸再生，经过30min的解吸实验，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为93.5、95.3％。
脱硫脱碳溶剂的模拟吸收解吸实验(即吸收容量的测试)：将本实施例的上述脱硫脱碳溶剂置于气体吸收装置中并将气体吸收装置置于30℃的恒温体系中，向吸收装置中通入纯度为8.1％的含硫气体(硫化氢、有机硫)气体和15.0％的二氧化碳气体，38min即可以达到吸收平衡。将吸收平衡的吸收剂置于95℃的恒温体系中进行解吸实验，1h含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别94.3wt％、95.7％。
本实施例制得的脱硫脱碳溶剂对于含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收容量为35g/L、二氧化碳的吸收容量63g/L。
实施例2
以质量百分比计，本实施例中低压气体中具有抗氧化性的脱硫脱碳溶剂包括以下组分：30wt％的2,2-二吡啶胺、10wt％的N-氨基乙基哌、12wt％的[BMIM][BF4]、2wt％间苯二酚、2wt％硼酸缓蚀剂和余量的水。
将此脱硫脱碳溶剂在40℃的温度下用于含硫气体(硫化氢、有机硫)为0.1wt％、CO2为12.3wt％的低压气体(压力为0.06MpaG)，脱除时间为30min，脱硫率为95.9％，脱碳率为94.1％。抽取富液100ml并在98℃的温度下进行解吸再生，经过30min的解吸实验，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为94.1、93.7％。
脱硫脱碳溶剂的模拟吸收解吸实验：将本实施例的上述脱硫脱碳溶剂置于气体吸收装置中并将气体吸收装置置于35℃的恒温体系中，向吸收装置中通入纯度为9.0％的含硫气体(硫化氢、有机硫)气体和13.0％的二氧化碳气体，35min即可以达到吸收平衡。将吸收平衡的吸收剂置于95℃的恒温体系中进行解吸实验，1h含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为95.7、96.3％。
本实施例制得的脱硫脱碳溶剂对于含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收容量为36g/L、二氧化碳的吸收容量62g/L。
实施例3
以质量百分比计，本实施例中低压气体中具有抗氧化性的脱硫脱碳溶剂包括以下组分：40wt％的4-吡咯烷丁胺、10wt％的[N111][Gly]、2wt％对四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2wt％的葡萄糖酸钠和余量的水。
将此脱硫脱碳溶剂在35℃的温度下用于含硫气体(硫化氢、有机硫)为0.2wt％、CO2为10.6wt％的低压气体(压力为0.05MpaG)，脱除时间为30min，脱硫率为92.3％，脱碳率为91.7％。抽取富液100ml并在95℃的温度下进行解吸再生，经过30min的解吸实验，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为93.2、95.5％。
脱硫脱碳溶剂的模拟吸收解吸实验：将本实施例的上述脱硫脱碳溶剂置于气体吸收装置中并将气体吸收装置置于35℃的恒温体系中，向吸收装置中通入纯度为10.8％的含硫气体(硫化氢、有机硫)气体和11.3％的二氧化碳气体，34min即可以达到吸收平衡。将吸收平衡的吸收剂置于95℃的恒温体系中进行解吸实验，1h含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为94.6、96.3％。
本实施例制得的脱硫脱碳溶剂对于含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收容量为36g/L、二氧化碳的吸收容量65g/L。
实施例4
以质量百分比计，本实施例中低压气体中具有抗氧化性的脱硫脱碳溶剂包括以下组分：30wt％的双(4-吡啶)胺、15wt％的[BMIM][BF4]、3wt％的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、1wt％的硼酸缓蚀剂和余量的水。
将此脱硫脱碳溶剂在35℃的温度下用于含硫气体(硫化氢、有机硫)为0.2wt％、CO2为11.2wt％的低压气体(压力为0.07MpaG)，脱除时间为30min，脱硫率为95.3％，脱碳率为94.7％。抽取富液100ml并在93℃的温度下进行解吸再生，经过30min的解吸实验，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为92.5、95.4％。
脱硫脱碳溶剂的模拟吸收解吸实验：将本实施例的上述脱硫脱碳溶剂置于气体吸收装置中并将气体吸收装置置于35℃的恒温体系中，向吸收装置中通入纯度为9.8％的含硫气体(硫化氢、有机硫)气体和11.0％的二氧化碳气体，40min即可以达到吸收平衡。将吸收平衡的吸收剂置于95℃的恒温体系中进行解吸实验，1h解吸率为含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为95.7、96.6％。
本实施例制得的脱硫脱碳溶剂对于含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收容量为37g/L、二氧化碳的吸收容量61g/L。
实施例5
以质量百分比计，本实施例中低压气体中具有抗氧化性的脱硫脱碳溶剂包括以下组分：30wt％的4-氨基苄胺、10wt％的[N111][Gly]、1.5wt％的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2wt％的硼酸缓蚀剂和余量的水。
将本实施例制得的脱硫脱碳溶剂在30℃的温度下用于含硫气体(硫化氢、有机硫)为0.3wt％、CO2为14.3wt％的低压气体(压力为0.05Mpa)，脱除时间为30min，脱硫率为98.3％，脱碳率为99.1％。抽取富液100ml并在92℃的温度下进行解吸再生，经过30min的解吸实验，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为98.6、97.6％。
脱硫脱碳溶剂的模拟吸收解吸实验：将本实施例的上述脱硫脱碳溶剂置于气体吸收装置中并将气体吸收装置置于30℃的恒温体系中，向吸收装置中通入纯度为8.1％的含硫气体(硫化氢、有机硫)气体和15.0％的二氧化碳气体，35min即可以达到吸收平衡。将吸收平衡的吸收剂置于95℃的恒温体系中进行解吸实验，1h含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别98.5wt％、98.7％。
本实施例制得的脱硫脱碳溶剂对于含硫气体(硫化氢、有机硫)的吸收容量为39g/L、二氧化碳的吸收容量68g/L。
对比例1
本例提供一种脱硫脱碳溶剂，以质量百分比计，本实施例中低压气体中具有抗氧化性的脱硫脱碳溶剂包括以下组分：27wt％的2-氨甲基吡啶、25wt％的[BMIM]OTF、1wt％的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2wt％的硼酸缓蚀剂和余量的水。
将本例制得的脱硫脱碳溶剂在40℃的温度下用于含硫气体(硫化氢、有机硫)为0.3wt％、CO2为14.3wt％的低压气体(压力为0.06Mpa)，脱除时间为30min，脱硫率为87.2％，脱碳率为85.3％。抽取富液100ml并在98℃的温度下进行解吸再生，经过30min的解吸实验，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为80.4、81.5％。
脱硫脱碳溶剂的模拟吸收解吸实验：将本实施例的上述脱硫脱碳溶剂置于气体吸收装置中并将气体吸收装置置于30℃的恒温体系中，向吸收装置中通入纯度为8.1％的含硫气体(硫化氢、有机硫)气体和15.0％的二氧化碳气体，38min即可以达到吸收平衡。将吸收平衡的吸收剂置于95℃的恒温体系中进行解吸实验，1h含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别85.6wt％、82.2％。
相较于实施例1，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别下降了7.9％、4.8％；含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别下降了13.1％、13.8％；对于含硫气体(硫化氢、有机硫)和二氧化碳的吸收容量分别下降了8.7％、13.5％。
对比例2
本例提供一种脱硫脱碳溶剂，以质量百分比计，本实施例中低压气体中具有抗氧化性的脱硫脱碳溶剂包括以下组分：37wt％的2-氨甲基吡啶、10wt％的[BMIM]OTF、1wt％的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2wt％的硼酸缓蚀剂和余量的水。
将本例制得的脱硫脱碳溶剂在40℃的温度下用于含硫气体(硫化氢、有机硫)为0.3wt％、CO2为14.3wt％的低压气体(压力为0.07Mpa)，脱除时间为30min，脱硫率为87.1％，脱碳率为87.2％。抽取富液100ml并在98℃的温度下进行解吸再生，经过30min的解吸实验，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为87.3、85.5％。
脱硫脱碳溶剂的模拟吸收解吸实验：将本实施例的上述脱硫脱碳溶剂置于气体吸收装置中并将气体吸收装置置于30℃的恒温体系中，向吸收装置中通入纯度为8.1％的含硫气体(硫化氢、有机硫)气体和15.0％的二氧化碳气体，37min即可以达到吸收平衡。将吸收平衡的吸收剂置于95℃的恒温体系中进行解吸实验，1h含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别90.1wt％、88.4％。
相较于实施例1，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别下降了8.0％、2.9％；含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别下降了6.2％、9.8％；对于含硫气体(硫化氢、有机硫)和二氧化碳的吸收容量分别下降了4.2％、7.3％。
对比例3
本例提供一种脱硫脱碳溶剂，以质量百分比计，本实施例中低压气体中具有抗氧化性的脱硫脱碳溶剂包括以下组分：15wt％的一乙醇胺、15wt％的二乙醇胺、10wt％的[BMIM]OTF、1wt％的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2wt％的硼酸缓蚀剂和余量的水。
将本例制得的脱硫脱碳溶剂在40℃的温度下用于含硫气体(硫化氢、有机硫)为0.3wt％、CO2为14.3wt％的低压气体(压力为0.07Mpa)，脱除时间为30min，脱硫率为81.2％，脱碳率为79.7％。抽取富液100ml并在98℃的温度下进行解吸再生，经过30min的解吸实验，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为83.7、85.1％。
脱硫脱碳溶剂的模拟吸收解吸实验：将本实施例的上述脱硫脱碳溶剂置于气体吸收装置中并将气体吸收装置置于30℃的恒温体系中，向吸收装置中通入纯度为8.1％的含硫气体(硫化氢、有机硫)气体和15.0％的二氧化碳气体，35min即可以达到吸收平衡。将吸收平衡的吸收剂置于95℃的恒温体系中进行解吸实验，1h含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别86.9wt％、83.2％。
相较于实施例1，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别下降了13.9％、10.4％；含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别下降了9.8％、10.2％；对于含硫气体(硫化氢、有机硫)和二氧化碳的吸收容量分别下降了7.4％、12.5％。
对比例4
本例提供一种脱硫脱碳溶剂，以质量百分比计，本实施例中低压气体中具有抗氧化性的脱硫脱碳溶剂包括以下组分：30wt％的羟乙基乙二胺、15wt％的环丁枫、氧化抑制剂抗坏血酸和碘化钾的摩尔比为1：1，和余量的水。
将本例制得的脱硫脱碳溶剂在50℃的温度下用于含硫气体(硫化氢、有机硫)为0.3wt％、CO2为15.7wt％的低压气体(压力为0.1Mpa)，脱除时间为30min，脱硫率为91.2％，脱碳率为87.7％。抽取富液100ml并在120℃的温度下进行解吸再生，经过30min的解吸实验，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别为90.5％、92.1％。
脱硫脱碳溶剂的模拟吸收解吸实验：将本实施例的上述脱硫脱碳溶剂置于气体吸收装置中并将气体吸收装置置于50℃的恒温体系中，向吸收装置中通入纯度为8.1％的含硫气体(硫化氢、有机硫)气体和15.0％的二氧化碳气体，35min即可以达到吸收平衡。将吸收平衡的吸收剂置于110℃的恒温体系中进行解吸实验，1h含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别90.7wt％、90.3％。
相较于实施例1，含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别下降了3.9％、2.4％；含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳解吸率分别下降了3.0％、3.2％；对于含硫气体(硫化氢、有机硫)和二氧化碳的吸收容量分别下降了3.6％、5.4％。
综上所述，本申请提供的脱硫脱碳溶剂可以高效脱除含氧烟气中的含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳，可在低能耗下实现吸收剂再生，可循环利用；脱除的含硫气体(硫化氢、有机硫)、二氧化碳具有较高纯度并可进行回收利用。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种适用于低压气体的脱硫脱碳溶剂，其特征在于，所述脱硫脱碳溶剂包括主脱硫脱碳组分、助脱硫脱碳组分和水；
所述主脱硫脱碳组分为有机胺类化合物，所述助脱硫脱碳组分为离子液体；
以重量分数计，所述主脱硫脱碳组分的重量百分数为20wt％～40wt％；
以重量分数计，所述助脱硫脱碳组分的重量百分数为10wt％～20wt％。
2.根据权利要求1所述的脱硫脱碳溶剂，其特征在于，所述有机胺类化合物包括2-氨甲基吡啶、2,2-二吡啶胺、双(4-吡啶)胺、4-吡咯烷丁胺和4-氨基苄胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的脱硫脱碳溶剂，其特征在于，所述离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和四甲基铵甘氨酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的脱硫脱碳溶剂，其特征在于，所述主脱硫脱碳组分和所述助脱硫脱碳组分的重量比为2～4:1。
5.根据权利要求1～4任一项所述的脱硫脱碳溶剂，其特征在于，以重量分数计，所述脱硫脱碳溶剂还包括：抗氧化组分1wt％～5wt％和缓蚀组分0.5wt％～2wt％。
6.根据权利要求5所述的脱硫脱碳溶剂，其特征在于，所述抗氧化组分包括((5-噻唑基)甲基)-(4-硝基苯基)碳酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、间苯二酚、间苯二酚衍生物和蓖醌中的至少一种；所述缓蚀组分包括4-氯苯胺-毗啶-4-甲醛席夫碱、硼酸钠、硼酸缓蚀剂、咪唑基二硫脲、葡萄糖酸钠和咪唑啉中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的脱硫脱碳溶剂，其特征在于，所述主脱硫脱碳组分、所述助脱硫脱碳组分、所述抗氧化组分、所述缓蚀组分和所述水的重量百分数之和为100％。
8.权利要求1～7任一项所述的脱硫脱碳溶剂在低压气体脱硫脱碳处理中的应用。
9.一种对低压气体中含硫气体及二氧化碳气体进行脱除再生的方法，其特征在于，所述脱除再方法包括以下步骤：
采用权利要求1～7任一项所述的脱硫脱碳溶剂对低压气体进行吸收处理，得到吸收含硫气体及二氧化碳气体的液体；
采用加热方式对吸收含硫气体及二氧化碳气体的所述液体进行再生解吸，得到含硫气体及二氧化碳气体；
其中，所述吸收处理的工作温度为30℃～50℃。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述再生解吸的加热温度为90℃～110℃。
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