CN1780678A - 低能耗so2洗涤方法 - Google Patents
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Abstract
通过使气流与吸收介质接触来从气流中除去二氧化硫，该吸收介质含有能形成胺盐的胺、热稳定盐和亚硫酸盐。选择热稳定盐的含量以使吸收介质的pH在富二氧化硫的胺的再生过程期间处于所选择的水平；或者当吸收介质中的亚硫酸盐含量降低至指定值时，该pH低于所选择的水平。吸收二氧化硫的胺具有比该亚硫酸盐小的pKa。如果吸收剂包含二胺，那么在特定条件下将用过的吸收剂再生，以使至少一个胺基保持盐的形式。
Description
发明领域
本发明涉及一种用可再生的吸收剂从气态物流中捕获二氧化硫(SO2)的改进方法，优选用可再生的二胺吸收剂。在使用可再生的二胺吸收剂的一个具体实施方式中，本发明涉及一种使胺所吸收的提高量的氮部分地中和为热稳定盐形式的方法。
发明背景
为了从气态物流除去SO2，已知采用具有水性一元胺或二胺吸收剂的可再生工艺。将该二胺暴露于气流中，以从气流吸收SO2并生成经处理的贫SO2气流和含有胺SO2盐的用过的吸收剂蒸汽。在升高的温度以及在与向下流动的富胺逆流向穿过再生柱的汽提蒸汽的作用下，将该胺SO2盐在过程的再生塔中分解为气态SO2和相应的游离碱胺。然而，硫酸、硝酸或盐酸之类的强酸盐(此处称为热稳定盐或HSS)过于稳定，以至于在这些条件下不能分解。如果使之聚集，已知这些热稳定盐最终将完全中和胺吸收剂的SO2吸收能力，终止该过程的适宜功能。因而，如本领域中所公知的，除去热稳定胺盐的部件或者作为工艺的一部分组装，或者在需要时可以获得。
因而，选择用于指定酸性气体杂质的可再生吸收剂以使由酸性气体与碱性吸收剂形成的盐为中等强度是本领域中已知的。例如参见美国专利5,019,361(Hakka)，该专利披露使用具有pKa范围为4.5-6.7的胺的二胺吸收剂，以及5,292,407(Roy等)。在标准汽提工艺中，升高温度时，通常在25-70℃下通过吸收生成的这类盐能够分解进入初始酸性气体(例如SO2)和碱性吸收剂中。通过使用所谓的再生或汽提塔，塔中载有酸性气体的吸收剂，即含有酸性气体-吸收剂盐的碱性吸收剂与蒸汽流逆流向下流动，盐被分解而酸性气体组分被蒸汽流载带到顶部。通常使用塔顶冷凝器将大部分蒸汽冷凝，从而可将它作为回流再循环回该过程，由此有利于保持吸收剂内的水含量恒定。将再生塔底部的吸收剂再生，从而再次适合于循环回吸收塔以吸收吸收塔内额外的酸性气体。
对用于捕获指定的气态酸性气态杂质吸收剂进行适当选择的一个适宜指标是该酸性气体与该吸收剂之间的pKa值之差。将酸的pKa定义为酸HA的电离平衡常数Ka以10为底的负对数，其中H是氢，A是可以为阴离子的根：
HAH++A- (1)
Ka＝[H+][A-]/[HA] (2)
pKa＝-log10Ka (3)
对于碱性吸收剂B，pKa针对B的共轭质子酸化学物质BH+的电离反应：
由碱性吸收剂B捕获酸性气体杂质HA所涉及的反应为：
可见，反应(5)的平衡常数的对数由以下表达式给出：
ΔpKa＝(碱性吸收剂的pKa)-(酸性气体的pKa) (6)
为了使反应5在相对较低温度25-70℃下的吸收与在100-110℃下可再生之间具有适宜的平衡，表达式6中的ΔpKa意义重大。对于本发明，该ΔpKa优选在1-3范围内。由于这些都是对数单位，因此平衡常数的范围为10-1000。
根据目前本领域中的认识，如果所载吸收剂中吸收的酸能够通过汽提再生除去，则必须满足两个条件。首先，盐必须不稳定到足以在再生温度下分解；其次，酸性气体必须易挥发，以使它能够与蒸汽一起向上流动到塔顶并能够与塔顶流出气流中的任何吸收剂物理分离。如果pKa比吸收剂pKa小3个单位以上的强酸杂质存在于被处理的进料气体中，或者如果这种杂质在过程中通过化学反应形成，那么，所形成的盐会稳定到以至于在再生温度下不易分解，将这种盐称为热稳定盐。
大多数气体处理工艺会经历HSS的累积。在从例如纯化烃物流中除去硫化氢和二氧化碳的过程中，会存在例如氰化氢(其会形成硫氰酸盐，SCN-)、甲酸、乙酸和氧气(这会引起硫代硫酸盐的形成)。在可再生的二氧化硫(SO2)洗涤中，通常存在硫酸(H2SO4)或其酐三氧化硫(SO3)。这些酸比被除去的酸性气体强得如此之多，以至于它们在吸收剂中形成不可再生的HSS。
如果任由这些HSS聚集，它们最终会将吸收剂完全中和，从而使吸收剂不再能如期望的那样捕获酸性气体。因而，在HSS产生的系统中，需要连续或间歇的HSS去除。因此，本领域中公知进行操作以将一元胺酸性气体吸收剂中的HSS含量保持在尽可能的低，特别是低于一当量每摩尔，从而在实际中保持过程的洗涤能力。
例如，Abry等(美国专利5,993,608)论述从天然气去除CO2和H2S之类的酸性组分。在第2栏第37行，Abry称“如果允许热稳定盐(HSS)的残余累积量以超过通常量1wt％生成，胺性能将下降、腐蚀随pH的下降迅速增加，胺溶液开始起泡，引起过多的过程液体损失......”。
Audeh(美国专利5,393,505)述及一种用于将用过的醇胺水溶液再生的方法，并涉及该溶液随后吸收选自CO2和H2S一种或二者的酸性气体的用途。部分该方法是从用过的醇胺溶液去除无机离子。在第4页第14-16行，其披露的内容称“离子去除步骤后醇胺中的离子浓度优选尽可能地低”。
Roy等(美国专利5,292,407)述及一种方法，用于将HSS转化为可热再生的盐。在第8栏第17-24页，Roy称“当吸收剂包含二胺时，例如用于吸收二氧化硫时，为了给盐形式的第一胺基提供吸收能力，再生吸收剂中热稳定盐的含量通常低于约1当量热稳定盐每摩尔二胺，优选低于约0.8当量每摩尔二胺，更优选约0.1-0.6当量每摩尔二胺。”
Hakka(美国专利5,019,361)述及用含有二胺的水溶性半盐的水性吸收介质从气流中除去SO2。如第9栏第65行-第10栏第6行所述，吸收步骤之后，在吸收步骤中处理的水性吸收介质“以提供含有胺盐吸收剂的再生吸收介质，具有至少一个作为胺盐的氮和至少一个自由吸收的氮。所述盐常常是硫酸盐、氯化物、硫代硫酸盐、连二硫酸盐、连三硫酸盐和焦亚硫酸盐中的至少一种。有利地，再生吸收剂介质中至少约90摩尔％、优选基本上100摩尔％的胺盐吸收剂具有至少一个盐形式的氮”。前述文献暗示一个氮，即吸收氮，应当为游离碱形式，而不作为热稳定盐被束缚。因此，再生的水性吸收介质应当含有每摩尔二胺吸收剂少于1当量的HSS。此外，实施例3中，用0.96当量热稳定盐每摩尔二胺配制合成吸收介质，也留出游离碱形式的第二吸收氮。
发明综述
与目前的认识相反，已经发现取决于用作吸收剂的胺，存在高含量的HSS是有利的，因为它们允许以减少的蒸汽需求量在再生期间进行再生过程同时提高SO2从吸收剂的去除。具体而言，本发明是Hakka方法的一种改进，由于它通过使吸收剂更酸来控制汽提过程期间的pH，从而能够使蒸汽需求量减少。具体而言，要以在优选全部或基本上全部汽提步骤期间生成期望的pH的吸收剂的热稳定盐量来操作本发明。
不限于任何理论，据悉SO2被吸收时发生如下可逆反应：
汽提过程中，发生可逆反应，亚硫酸氢盐转化为亚硫酸盐的可逆反应9在较高更具碱性的条件下有利。在18℃pH 6.9下以及在相对较稀的溶液中，亚硫酸盐与亚硫酸氢盐的浓度相等。在pH 5.9下，其比率为90％亚硫酸氢盐，10％亚硫酸盐；在pH4.9下，亚硫酸盐仅构成1％的溶解SO2，而当pH为3.9时，亚硫酸盐仅构成0.1％的溶解SO2。
通过汽提通常不能除去亚硫酸盐。因此，吸收剂中的亚硫酸盐代表不能通过汽提除去的溶解SO2。汽提过程期间如果吸收剂的pH过于偏碱性，那么再生的吸收剂将含有含量升高的亚硫酸盐，由此降低以单位重量通过吸收/再生过程循环的吸收剂所回收的SO2量计的工艺效率。
例如，已经发现如果再生的贫吸收剂pH小于约5.2且溶解SO2的浓度小于约1wt％，那么经处理的气流会含有少于约100ppmv的SO2，同时汽提过程所用蒸汽消耗量较低(例如，低如2kg每kg捕获的SO2)。在pH 5.2时，约5％的溶解SO2为亚硫酸盐的形式，或者共500ppmw。
如果汽提过程期间，贫胺的亚硫酸盐/亚硫酸氢盐形式的溶解SO2含量降低至期望的低值之下而pH仍然相对较低，则可以实现在富SO2溶剂中将用过的吸收剂低能再生至高贫度。如果汽提期间pH变得过于偏碱性而亚硫酸盐/亚硫酸氢盐含量高，则亚硫酸氢盐倾向于转化成基本上不能被汽提的亚硫酸盐。因此，SO2不能从具有pH足够高到使得亚硫酸盐是主要化学物质的溶液中解吸出来，这是由于在此pH下存在的SO2平衡浓度极低，如图1中所示，该图是SO2(液)/亚硫酸氢盐/亚硫酸盐在变化pH下的平衡图。如可从图1中看到的，在pH约为4下，溶液将基本上不含有液态SO2，而在大约相同的pH下，亚硫酸盐浓度开始急剧升高，当pH增加时，亚硫酸氢盐(在汽提条件下将转化为SO2)的浓度开始急剧降低。
可以料想再生吸收剂中溶解SO2(例如SO2(液)、亚硫酸氢盐和亚硫酸盐的任何形式)的总含量的选择可以基于引入吸收过程之前所期望的再生吸收剂含量。对于给定的吸收剂，再生吸收剂中溶解SO2的总量可以通过调节各种参数来改变，所述参数包括送至汽提过程的蒸汽量、汽提塔中的接触时间和汽提过程期间吸收剂的pH值。在任何反应条件下，当SO2(液)、亚硫酸氢盐和亚硫酸盐平衡时，都可以基于所选择的总溶解SO2量操作该过程。基于再生水性吸收介质的总重，再生的吸收剂可以具有少于0.5wt％的溶解SO2含量，即亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和SO2之和(但是可能将所有都记为“亚硫酸盐”)，且优选基于再生吸收剂的重量优选少于0.2wt％。
在再生过程的足够部分期间应当保持低pH，以使再生吸收剂具有期望的记为亚硫酸盐的总溶解SO2含量。优选地，在所有或至少基本上所有再生步骤期间将吸收剂保持在期望的pH下或期望的pH范围内，从而获得所选的溶解SO2量。所选的pH值水平优选小于6，更优选小于5并且最优选小于4.5。
吸收剂具有至少一个胺基。当胺被再生时，胺SO2盐分解成SO2和相应的游离碱胺。当吸收剂再生时，该游离碱胺将提高吸收剂的碱度。为了在再生步骤期间将吸收剂的pH保持在期望的pH水平，优选选择吸收剂以使游离碱胺足够弱，或者如果该胺过于偏碱性则通过用强的热稳定酸将该胺部分中和，从而在再生步骤期间不将pH提高至高于期望值。优选通过在吸收剂中保持提高量的HSS来实现该目的。HSS量将依赖一个或多个胺基的pKa而变化。例如，为将pH保持在约5.2，所需的HSS量示于表1中。
表1
| 胺pKa | pH5.2下的HSS分数 |
| 5.2 | 0.50 |
| 4.2 | 0.10 |
| 3.2 | 0.01 |
由此，用各种胺可以实现低蒸汽消耗量及经处理气体中的低SO2浓度。
优选吸收剂具有约5.5-约3.0的pKa，更优选约5.0-约3.5，最优选约4.5-约3.5。为了获得溶剂中SO2的最大担载量，优选小于约4.2的胺pKa，因为溶剂的大部分缓冲容量仍然可用于捕获SO2。如果吸收剂具有两个或多个胺基，那么至少一个胺基具有此范围内的pH。非必须地，优选所有的一种或多种吸收胺的pKa在此范围内。
在一个特别优选的实施方式中，胺具有两个胺基，例如Hakka中所披露。然后，根据本发明的这个方面，用部分中和至热稳定盐(HSS)形式的胺(即具有较低pKa的胺)的吸收氮操作该过程。因而，与常规过程相比，该再生吸收剂将具有大得多的HSS量。
例如，优选的用在CANSOLV系统DeSOx过程中的二胺是N-(2-羟乙基)哌嗪和N，N’-二(2-羟乙基)哌嗪。用这种二胺，以每摩尔二胺至少1当量酸的热稳定盐浓度对供给吸收步骤的贫再生吸收剂施以作用，优选每摩尔二胺1.03-1.7当量酸，更优选每摩尔二胺1.05-1.45当量酸并且最优选每摩尔二胺1.1-1.3当量酸。在每摩尔二胺至少1当量酸的浓度下，HSS致使二胺的较强胺被HSS中和。优选地，HSS的浓度是这样的，即使得二胺的较弱胺至少部分被HSS中和。在一个采用文中披露的优选二胺的实施方式中，优选5-45％的较弱胺被HSS中和，更优选10-30％的较弱胺被HSS中和。在一个可替代的实施方式中，如果胺较强，那么可以中和高达约70％的胺。类似地，如果胺相对较弱，那么仅可以中和约3％的胺。
过去，已知歧化反应会产生热稳定盐，该盐最终会完全中和胺吸收剂的SO2吸收能力，终止该过程的适宜功能。具体而言，歧化反应会快速发生，由此导致吸收剂水溶液中的亚硫酸盐和亚硫酸氢盐向硫酸盐、硫和硫代硫酸盐转化。歧化反应是放热的，因而温度的升高和酸度的提高都会使二胺吸收剂在所得的温度范围下品质降低。如果不控制该过程，那么歧化反应会以看起来象自催化的速度发生并且导致失控的反应，该失控反应将吸收剂溶液中基本上所有的溶解SO2都转化为硫酸盐、硫和硫代硫酸盐，也导致二胺吸收剂的品质降低。
不限于任何理论，现已确定在低HSS含量下，二氧化硫以亚硫酸离子吸收在相对较强的胺吸收剂中。在升高的pH值水平下，使大部分以亚硫酸盐形式吸收的二氧化硫解吸变得困难。溶解SO2的存在可能使歧化反应快速发生，由此可能造成二胺吸收剂潜在的品质降低。然而，现已确定在较高的HSS含量下，对应较低的pH值，通过汽提可以将溶解SO2去除至相对较低的含量(例如低于0.5wt％，优选低于0.2wt％)。溶解SO2向硫酸盐、硫和硫代硫酸盐转化的反应动力学假设表达如下：
歧化速度∝[溶解SO2]a
此处，指向所有形式(亚硫酸盐、亚磷酸氢盐和SO2)的溶解SO2浓度的指数a很可能大于1，或许为2或更高。这致使反应速度比溶液中溶解SO2类物质的浓度增加得快。例如，如果a＝2，那么溶解SO2加倍将使歧化速度加快4倍。因而，当在较高HSS含量下通过汽提除去亚硫酸盐时，亚硫酸盐向硫酸盐、硫和硫代硫酸盐的反应速度被显著降低，由此防止反应失控。
本发明的另一个优点在于，通过以较高的HSS含量操作，不仅当HSS含量为＞1当量每摩尔二胺时即使用较少量的再生蒸汽也能获得经处理气体中的低SO2含量，而且特别令人惊奇地，以每摩尔胺除去的SO2摩尔数计的净SO2也相当或更高。其原因在于更多的亚硫酸盐在所得较低pH值水平下转化为亚硫酸氢盐，由此使得能够通过汽提除去亚硫酸氢盐形式的溶解SO2。
优选的用在CANSOLVSystem DeSOx过程中的二胺仅有两个胺基，其中一个具有比另一个高的pKa。具有较高pKa的这一个胺基较强，会在具有较低pKa的胺基(较弱胺基)被质子化之前被质子化。当SO2吸收在吸收剂中时，亚硫酸盐形成。亚硫酸盐充当碱，具有较强和较弱胺基之间的碱性强度。例如，较强胺基具有大于7.5的pKA，优选大于8.0，较弱胺基具有小于5.5的pKA，优选小于5.0。亚硫酸盐具有6.9的pKa。应当指出亚硫酸盐与较弱胺基的碱性强度之间可能存在重叠。优选形成HSS的酸将较强的碱中和。因而，如果HSS含量处于能使较强胺基完全中和，那么任何附加的酸将开始将最强的剩余碱中和。如果SO2吸收胺具有在以上期望的再生pH范围内的缓冲能力，那么将伴随通过加入附加的强酸使pH降低时亚硫酸盐向亚硫酸氢盐的转化而开始向HSS的转化。如果HSS的含量充分提高，将达到再生所期望的最大pH值。在此pH下，亚硫酸氢盐与亚硫酸盐之比充分高，从而在再生期间可以以相对较低的蒸汽消耗量获得贫吸收剂中期望的低溶解SO2含量。加入酸来进一步降低pH并非希望的，因为该酸会启动对更多较弱胺基的中和，由此降低捕获SO2的能力。因而，一旦胺系统已知，可以选择HSS含量以使酸能够中和或基本上中和较弱胺(吸收胺)缓冲能力的高pH部分。优选地，HSS中和的吸收胺不高于70％、更优选不高于50％。被中和的吸收胺量将基于作为碱的吸收胺的强度而变化。为了在汽提过程中保持较低的pH，优选将更多的较强吸收胺中和。可以料想如果过多的胺被中和，那么在特定点，吸收SO2可用的缓冲能力量会不具有经济吸引力。优选在最大期望再生pH之上的具有小缓冲能力的极弱胺，以使以每摩尔胺吸收的SO2摩尔数计的溶剂的SO2吸收能力最大化。然而，如果胺的pKa过低，那么反应5所述的吸收过程倾向于不进行，使得难以吸收SO2。
再生过程期间，在再生塔中蒸汽会将液体之上的蒸汽向上传送。这将使富集或部分富集溶剂之上的SO2浓度降低至低于平衡值。在重建蒸汽相内(较高)平衡SO2浓度的尝试中，来自液相的SO2将蒸发进入气相。液相平衡将倾向于通过从亚硫酸氢盐形成液相SO2以及从亚硫酸盐生成亚硫酸氢盐来保持它们的平衡值。加入形成强HSS的酸通过降低pH促使这些平衡朝向SO2，由此将向亚硫酸氢盐转化为亚硫酸盐再转化为SO2。这具有提高蒸汽相SO2浓度的作用，于是使将胺吸收剂再生至的低溶解SO2含量所需的汽提蒸汽较少。
洗涤原料气中的SO2浓度由达到吸收塔顶部贫胺与向上流动的原料气之间平衡的方法来确定。为了生成以低SO2含量离开吸收塔的经处理的气体，就在离开吸收塔前最后接触原料气的贫溶剂上的SO2蒸汽压力必须至少略低于期望的经处理气体中的浓度，因为实践中不能获得气液相之间的完全平衡。为了得到贫溶剂上的低SO2蒸汽压，要么(a)pH必须足够高从而将平衡推向使亚硫酸盐的形成最大化；要么(b)必须使溶解SO2的浓度如此之低以致不能提供高SO2蒸汽压力。已经发现根据上述可选方案(a)进行解吸需要非常大的比蒸汽消耗量，如Wellman-Lord工艺中所需(例如大约13kg蒸汽每kg捕获的SO2)。根据可选方案(b)在本文中所述较低pH下进行再生，能够使用低如2-4kg每kg SO2的蒸汽在经处理的气体中获得低SO2浓度(例如，低于100ppmv，优选低于50ppmv，更优选低于10ppmv)。
在上述可选方案(b)下操作该过程要求选择胺吸收剂和HSS含量，以使在再生过程中获得低于约1wt％的总溶解SO2浓度(亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和溶解SO2的总和)，同时溶解的pH仍然优选在6以下，更优选在5以下，最优选在约4.5以下。
根据本发明的一个方面，提供一种用吸收剂介质从含有二氧化硫的气流除去二氧化硫并使吸收剂介质再生的循环方法，该方法包含：
(a)使该气流与含有二氧化硫吸收剂的贫水性吸收介质接触，以从该气体吸收二氧化硫从而形成贫二氧化硫的经处理的气流和用过的吸收剂介质；
(b)在一定温度下使气态二氧化硫从用过的吸收剂介质中汽提，以形成再生的水性吸收介质；
(c)回收该气态二氧化硫；
(d)监测该再生的水性吸收介质并调节热稳定盐的含量，以将该再生水性吸收介质的pH保持在选择的pH水平；以及
(e)将该再生的水性吸收介质再循环回接触步骤。
在一个实施方式中，选择的标准是6或更低。
在另一个实施方式中，选择的标准是5或更低。
在另一个实施方式中，选择的pH水平基于再生的水性吸收介质中总溶解SO2的目标浓度确定。
在另一个实施方式中，基于该再生的水性吸收介质的总重，再生的水性吸收介质中总溶解SO2的目标浓度低于1.0wt％。
在另一个实施方式中，基于该再生的水性吸收介质的总重，再生的水性吸收介质中总溶解SO2的目标浓度低于0.5wt％。
在另一个实施方式中，吸收剂是如此选择的二胺：使该二胺以游离碱形式具有低于约300的分子量，并且该二胺以半盐形式游离氮原子具有约3.0-约5.5的pKa，在该贫水性吸收介质与含有二氧化硫的气体接触之前，该水性吸收介质含有对每摩尔待吸收的二氧化硫至少1摩尔的水，并具有大于1当量酸每摩尔二胺的热稳定盐浓度。
在另一个实施方式中，选择吸收剂具有3.0-5.5的pKa，并且所选pH水平为5.5。
在另一个实施方式中，选择吸收剂具有3.2-5.0的pKa，并且所选pH水平为5。
在另一个实施方式中，选择吸收剂具有3.5-4.5的pKa，并且所选pH水平为5。
根据本发明的另一个方面，提供一种用吸收剂介质从含有二氧化硫的气流除去二氧化硫并使吸收剂介质再生的循环方法，该方法包含：
(a)使该气流与含有二胺的水溶性半盐的贫水性吸收介质接触，以从该气体吸收二氧化硫从而形成贫二氧化硫的经处理的气流和用过的吸收介质，该二胺以游离碱形式具有低于约300的分子量，并且该二胺以半盐形式游离氮原子具有约3.0-约5.5的pKa，在该贫水性吸收介质与含有二氧化硫的气体接触之前，该水性吸收介质含有对每摩尔待吸收的二氧化硫至少1摩尔的水，并具有大于1当量酸每摩尔二胺的热稳定盐浓度；
(b)在一定温度下使气态二氧化硫从用过的吸收剂介质中汽提，以形成再生的水性吸收介质；
(c)回收该气态二氧化硫；以及
(e)将该再生的水性吸收介质再循环回接触步骤。
在一个实施方式中，气流在约10℃-约60℃的温度下与水性吸收介质接触，以至少约100g二氧化硫每kg吸收介质的量从气流吸收二氧化硫，并且在约50℃-约110℃以及比接触温度高至少30℃的温度下将气态二氧化硫从用过的吸收介质汽提出，以形成再生的水性吸收介质。
在另一个实施方式中，与含有二氧化硫的气体接触前，贫水性吸收介质的热稳定盐浓度选为1.03-1.7当量酸每摩尔二胺。
在另一个实施方式中，与含有二氧化硫的气体接触前，贫水性吸收介质的热稳定盐浓度选为1.05-1.45当量酸每摩尔二胺。
在另一个实施方式中，与含有二氧化硫的气体接触前，贫水性吸收介质的热稳定盐浓度选为1.1-1.3当量酸每摩尔二胺。
在另一个实施方式中，选择热稳定盐的浓度，以将经处理的气流中的二氧化硫浓度降至所选的水平。
在另一个实施方式中，选择热稳定盐的浓度，以降低汽提步骤中蒸汽的消耗量。
在另一个实施方式中，选择热稳定盐的浓度，以将汽提步骤中的蒸汽消耗量降至25kg蒸汽/kg回收的SO2-2kg蒸汽/kg回收的SO2范围内的量，同时生成SO2低于10ppm的贫二氧化硫的经处理气流。
在另一个实施方式中，选择热稳定盐的浓度，以将汽提步骤中的蒸汽消耗量降至10kg蒸汽/kg回收的SO2-2kg蒸汽/kg回收的SO2范围内的量，同时生成SO2低于50ppm的贫二氧化硫的经处理气流。
在另一个实施方式中，选择热稳定盐的浓度，以将汽提步骤中的蒸汽消耗量降至10kg蒸汽/kg回收的SO2-2kg蒸汽/kg回收的SO2范围内的量，同时生成SO2低于20ppm的贫二氧化硫的经处理气流。
在另一个实施方式中，监测再生的水性吸收介质的pH并调节该水性吸收介质中热稳定盐的含量，以将该再生水性吸收介质的pH保持在选择的水平。
在另一个实施方式中，该选择的标准为6或更低。
在另一个实施方式中，该选择的标准为5或更低。
根据本发明的另一个方面，提供一种降低经处理的气流中二氧化硫浓度的方法，该方法包含：
(a)使气流与水性吸收介质接触，该水性吸收介质含有能形成胺盐的胺、热稳定盐和亚硫酸盐，该胺具有低于该亚硫酸盐的pKa；
(b)在一定温度下使气态二氧化硫从用过的吸收剂介质中汽提，以形成再生的水性吸收介质；
(c)回收该气态二氧化硫；
(d)将该再生的水性吸收介质再循环回接触步骤(a)；以及
(e)调节该水性吸收介质以具有足以至少部分中和该水性吸收介质中的亚硫酸盐的热稳定盐浓度。
在一个实施方式中，该胺是二胺的一部分，并且该方法包含将水性吸收介质的热稳定盐浓度调节至大于1当量酸每摩尔二胺。
在另一个实施方式中，该水性吸收介质含有二胺的水溶性半盐，以从该气体吸收二氧化硫从而形成贫二氧化硫的经处理的气流和用过的吸收剂介质，该二胺以游离碱形式具有低于约300的分子量，并且该二胺以半盐形式游离氮原子具有约3.0-约5.5的pKa，该水性吸收介质含有对每摩尔待吸收的二氧化硫至少1摩尔的水并且包含少于约80wt％的水，该方法包含将水性吸收介质的热稳定盐浓度调节至1.05当量酸每摩尔二胺-1.45当量酸每摩尔二胺。
在另一个实施方式中，该方法进一步包含调节水性吸收介质的组成，以使再生的水性吸收介质的pH为6或更低。
在另一个实施方式中，该方法进一步包含调节水性吸收介质的组成，以使再生的水性吸收介质的pH为5.0或更低。
在另一个实施方式中，通过改变其中热稳定盐的含量来调节水性吸收介质的组成。
胺吸收剂可以是任何SO2回收领域中公知的那些吸收剂。至少一种胺吸收剂用于本发明的方法中，该胺吸收剂具有pKa小于亚硫酸盐pKa的胺基。优选地，该至少一种胺吸收剂具有至少两个胺基，两个胺基中至少一个为盐的形式并且至少另一个(“吸收氮”)呈现约3.0与5.5之间的pKa，优选3.5-5.0，更优选3.5-4.5。因为胺的pKa随温度变化，为统一起见，所有pKa的测量都在水性介质中于25℃下进行。优选两个胺基在二氧化硫存在下都应当能够转化成胺盐。
作为普遍情况，第一胺基的质子化将在比使第二胺基质子化更偏碱性的条件下发生，例如一个胺基的pKa将比另一个即吸收胺高。一个胺基的质子化对极邻近的基团例如胺基产生吸电子作用，降低邻近胺的pKa。根据本发明的方法，将第一质子化的胺基(由此其为较强胺基)保持为盐的形式。胺盐，例如二胺情形中的半盐，常常基本上是不挥发的，因而胺在二氧化硫吸收或其后的再生期间不损失。吸收/解吸循环期间将半盐保持为盐的形式，因为pH达不到高得足以形成充分浓度的游离碱较强胺的值。
由于可获得性和较低的分子量，优选二胺作为胺盐吸收剂。有利的二胺(游离胺形式)可由以下结构式代表：
其中R1是两个或三个碳原子的亚烷基，R2、R3、R4和R5可以相同或不同并且可以是氢、烷基(例如1-约8个碳原子的低级烷基，包括环烷基)、羟烷基(例如2-约8个碳原子的低级羟烷基)、芳烷基(例如7-约20个碳原子)、芳基(常常为单环或双环)，烷芳基例如7-约20个碳原子)，并且任意的R2、R3、R4与R5可以构成环状结构。二胺是含有两个氮原子的有机化合物，并且由于它们的商业可获得性以及普遍较低的粘度而常常是优选的。考虑到它们的稳定性，例如二胺的胺优选为叔二胺。然而，也可以采用其中一个或两个氮原子都为伯氮或仲氮的其它二胺，或者符合下述的参数标准的其它二胺，只要存在中等氧化或热条件以使溶剂的化学反应最小化。通常，优选的胺盐吸收剂具有作为胺基上取代基的羟烷基基团。某些情形下，据信羟基取代基阻碍亚硫酸盐或亚硫酸氢盐向硫酸盐的氧化反应。
为了能够在大气压条件下在吸收介质中得到高负荷量的被吸收可再回收二氧化硫，优选游离胺形式的胺盐吸收剂具有低于约300的分子量，优选低于250。通常叔二胺具有以下结构式：
其中R1是直链或支链的亚烷基，优选含有两个或三个碳原子；每个R2相同或不同，并且是优选甲基或乙基的烷基，或者优选2-羟乙基的羟烷基。特别优选的化合物是单独或结合使用的N，N’，N’-(三甲基)-N-(2-羟乙基)-乙二胺(pKa＝5.7)；N，N，N’，N’-四(2-羟乙基)-乙二胺(pKa＝4.9)；N，N’-二甲基哌嗪(pKa＝4.8)；N，N，N’，N’-四(2-羟乙基)-1，3-二氨基丙烷；N’，N’-二甲基-N，N-双(2-羟乙基)-乙二胺；N-(2-羟乙基)哌嗪和N，N’-二(2-羟乙基)哌嗪。有利的二胺中也包括杂环化合物，例如哌嗪(pKa＝5.8)和1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(pKa＝3.2)。pKa值是指吸收氮的。根据本发明的这种实施方式，较强胺基被HSS中和，因而将较弱胺基称为“吸收氮”。
对于每摩尔待从气流中除去的二氧化硫，吸收介质优选含有至少一摩尔水，通常更多。该水既充当胺盐的溶剂，又作为从二氧化硫生成“亚硫酸”H2SO3的反应物。所存在的水的比例可以高达吸收介质的约80wt％，优选为吸收介质的约25-约75wt％。
在该过程的任何条件下胺盐吸收剂与水可互溶并非必须的，在该过程的所有条件下胺盐吸收剂都是液体也并非必须的。经常地，25℃下胺盐吸收剂在水中的溶解度为至少约0.01，常常为至少约0.1摩尔每升。优选地，胺盐吸收剂在该过程的条件下可与水互溶。
胺吸收剂(以游离胺计)可以包含至少约20wt％吸收介质，优选约20-90wt％，更优选约25-75wt％吸收介质。胺吸收剂的量优选为足以提供每千克吸收介质含有至少约50克二氧化硫的用过吸收介质的量。然而，胺吸收剂的量不应大得以至于：或者(a)过度提高吸收介质的粘度，从而在气流穿过吸收容器过程中引起不期望的压降；或者(b)使吸收介质难以雾化，例如在Waterloo洗涤器中。优选地，吸收介质的粘度在25℃下低于约1200厘泊，例如在25℃下在约1-500厘泊之间。
吸收介质可以含有胺吸收剂的混合物和/或胺吸收剂与其它胺吸收剂的混合物，例如三乙醇胺、二甲基苯胺、二甲代苯胺，单乙醇胺和二乙醇胺。例如碱金属盐的其它组分可以作为添加剂存在，例如延缓亚硫酸盐或亚硫酸氢盐氧化，保持pH以及充当共溶剂。
吸收介质与含二氧化硫的气体接触。可以采用任何便利的气-液接触装置。示例性的接触设备包括逆流吸收塔，包括填料塔和板式塔；逆流或并流喷雾塔，包括Waterloo洗涤塔；文丘里洗涤器；薄膜接触器和半透膜。
每单位体积气体和接触时间所用的吸收介质量至少足以实施从气流除去基本上全部二氧化硫，或者足以留下期望的残余量的二氧化硫，例如少于500ppm，优选少于200ppm，甚至少于100ppm。该方法可用于任何含有二氧化硫的气流，例如高达20或50体积％二氧化硫，但是特别利于用于热电厂的废气流，该废气流含有约700-约5000ppmv二氧化硫，通常约1000-3000ppmv二氧化硫。在一个优选实施方式中，待与吸收介质接触的气流的至少90％被水饱和，以防止吸收介质的过度脱水，尽管在某些情形中，为了节约资金投入或使所需空间最小化可以使相对水不饱和的气体与胺吸收介质接触。有利地，该气体相对来说不含飞灰之类的微粒，以使气-液接触设备的淤塞最小化，或者提供可能催化亚硫酸盐或亚硫酸氢盐的歧化反应或氧化反应的物质。
吸收介质与含有二氧化硫的气流的接触优选在吸收剂的凝固点直至约75℃的温度范围内进行，优选约10℃-约60℃，更优选约10℃-约50℃；并优选经作用以得到至少50克二氧化硫每千克吸收介质的二氧化硫负荷量，优选约200-约400。
根据本发明的另一方面，吸收过程期间吸收介质的pH优选在约6.0-约3.0范围内，更优选在约5.7-约3.0范围内，最优选在约5.5-约3.0范围内。通常贫吸收介质最初具有接近该范围上限的pH，而富SO2胺的pH处于下限并由吸收条件确定，特别是进料气中SO2的分压和吸收温度。因而，当二氧化硫被吸收以及溶液倾向于变得更酸时，pH移向范围的下限。
为了增强二氧化硫的去除并促进汽提以及胺吸收剂的再生，最希望低温吸收，这使得能够显著吸收二氧化硫。当吸收温度升高时，每摩尔当量吸收氮所吸收的二氧化硫量下降。有利地，用在本发明方法中的吸收胺是相对较弱的碱，指定其pKa值在约3.0-5.5之间，因而可用较少的能量消耗以及在比较强碱所用的温度低的温度下再生。为提供充分的二氧化硫吸收，优选使用这样的温度，其在“基准条件”下能够获得至少约0.1，优选至少约0.2待可逆吸收的二氧化硫每摩尔当量吸收氮。基准条件意在提供选择最优选吸收温度的指导，不必与可能存在于吸收系统内的具体条件相关。基准条件定义为使用具有2毫末汞柱二氧化硫分压的进料流。
气体与吸收液体之间的接触时间将取决于各相之间的接触的亲密度以及二氧化硫进入液相的传递速度。对于喷雾型洗涤器，接触时间可以少于1或2秒。采用吸收塔，接触时间可以为30秒或更长。压力可以宽范围地变动，例如从亚大气压至超大气压。由于较高压力提高了给定浓度二氧化硫的分压，从热力学观点来看它们是适合的。然而，在许多情形中，待处理的气体处于比环境压力略高或略低的压力，提高压力是经济上所不期望的。然而，本发明的方法处于接近环境压力的压力下有利，即在0.5环境压力气氛中，例如0.1环境压力气氛中。
获得高度负荷的能力结合随后除去所有或基本上所有所吸收的二氧化硫的能力形成投资和操作费用都高度节约的方法。
以任何便利的方法在受控pH下进行从用过的吸收介质除去(回收)所吸收的二氧化硫以使吸收介质再生，以及以浓缩气流提供二氧化硫。解吸可以在本领域公知的任何温度和压力条件下进行。通常期望将吸收和解吸步骤之间的温度差保持在至少约30℃，并且解吸温度常常低于约110℃，例如约50℃-约110℃，以提供解吸驱动力。
优选用就地生成的蒸汽通过气态汽提来解吸，或者通过使惰性气体穿过用过的吸收介质来进行解吸，通常在接近大气压下。较低的压力对解吸略微有利。汽提气量的变化可以从0至约100升每升吸收介质。汽提期间，吸收氮上的胺盐回复到其碱形式，而认为在用过的吸收介质中主要作为亚硫酸盐和亚硫酸氢盐存在的二氧化硫则作为气态二氧化硫从水性介质中释放。对于经济的循环过程，吸收的二氧化硫与解吸的二氧化硫之比优选为约1∶1。汽提期间，脱去酸性二氧化硫时溶液的pH值通常升高。如早先指出的，由于HSS相对不挥发，它在汽提期间抵抗挥发，由此限制再生过程期间吸收剂pH的升高。选择汽提操作期间所保持的条件以达到吸收剂再生的期望标准(例如留在吸收剂中的溶解SO2含量)。
在本发明的有利方面中，回收每单位二氧化硫所需的蒸汽量会远远小于常规商业方法中所需的量(例如在约2-20千克蒸汽每千克回收的二氧化硫范围内)，同时在经处理的气流中获得低SO2含量(例如少于100ppmv)。本发明的另一个有利方面在于在品质降低至非功能型化学物质之前，所优选的胺吸收剂可逆除去超过1000、甚至超过300摩尔SO2每摩尔胺的能力。
将含有胺盐吸收剂的经汽提再生的吸收介质再循环至吸收步骤，而将气态二氧化硫如需进一步加工。例如，可将该二氧化硫转化成硫酸，作为该工艺的副产物出售。
附图简述
依据以下对本发明优选实施方式的描述将理解本发明的这些以及其它优点，其中：
图1是变化pH下SO2(液)/亚硫酸氢盐/亚硫酸盐的平衡图；
图2是根据本发明一个实施方式的简化流程图；
图3是经处理的气体中SO2浓度对HSS含量以及蒸汽用量对HSS的图示。
图4是对于与图3中所列相同的数据所计算的每立方米溶剂提取的SO2千克值的图示。
发明详述
如图2中所示，将管线10中荷二氧化硫的气流进料到气-液接触装置12，其中气流与通过管线14进料到接触装置的贫再循环气态吸收介质接触，以进行从气流吸收二氧化硫，从而形成脱除了二氧化硫的产物气流(即经处理的气流)，该产物气流通过管线16离开接触装置12，在经烟筒、火炬烟囱或类似物放空之前按需要进行进一步处理。可以与从气流有效除去二氧化硫并吸收在吸收介质中的目的相谐调地采用任何期望形式的气-液接触装置。
含有溶解二氧化硫的用过的吸收介质通过管线18从接触装置12除去，并且在非必须地经过贫-富换热器20以加热管线14中的贫溶剂之后，经管线22通到汽提装置24。
通常采取填料塔或板式塔形式的汽提塔通过管线26与真空泵或鼓风机28连通，以将汽提塔保持为或者在负压或者在正压下，并且通过管线30排出从系统回收的二氧化硫。管线26中的产物气流穿过以冷水进料的换热器32以从产物气流中冷凝出水，通过管线34再循环回汽提塔24。
再生的吸收介质通过管线36从汽提塔回收，并优选通过管线38再循环至换热器20并由此至管线14。优选将管线36中的部分再生吸收介质通过管线40经再沸器42再循环至汽提塔24，以将汽提塔保持在再生温度。
热稳定盐通过二氧化硫的氧化或歧化反应生成，或者通过随进料气供入强酸生成，这些盐在循环系统中聚集。可以通过本领域中公知的任何手段除去任意过量的这些盐，例如通过管线43将管线36中的部分再生吸收介质移向溶剂净化系统44。将净化的溶剂通过管线46再循环至管线38，并通过管线48移出所去除的热稳定盐。可以采用任何期望的步骤来实施对热稳定盐的去除，例如与生石灰或熟石灰反应、离子交换、电渗析或者通过添加强碱随后将游离胺蒸馏。
根据本发明，分至管线36的流量和/或操作溶剂净化系统44的时间长度(其负载循环)可以在稳态条件下调节，以保持吸收剂中所选择的HSS含量。例如，可以定期测量再生吸附剂的pH或其它参数。例如可以在接近汽提装置24的出口处或邻近接触装置12的入口处进行这些测量。如果HSS的含量过低，则可以添加额外的HSS或HSS前体(例如强酸)或使之聚集；或者另一种情况，如果HSS的含量过高，则调整该过程以从吸收剂除去额外的HSS。因而，优选在管线36的上游测量所选择的参数，以使吸收剂或附加的吸收剂可以进料到溶剂净化系统44。
在一个优选实施方式中，再生过程之末吸收剂的pH基于再生过程之末所期望的溶液中总溶解SO2量来选择。再生过程之末，吸收剂可以含有少于1wt％，优选少于0.5wt％，更优选少于0.2wt％的总溶解SO2。可以通过任何适宜的分析方法来测定该含量，例如离子色谱法。然后可以测量再生吸收剂的pH，并调节HSS的含量以保持预先选择的再生吸收剂的pH。
循环操作该程序，吸收介质在二氧化硫的吸收与解吸之间循环，以提供净化的烟道气和浓缩的二氧化硫气流以进一步加工。
实施例
实施例1
将运行CANSOLV系统DeSOx工艺的工业装置设计为在≤65℃温度下处理11,000Nm3/h气体。吸收剂为以商标Cansolv AbsorbentDS出售的二胺溶剂，该单元在以下条件下操作：在约25wt％的胺浓度下10-13m3/h的贫胺流量，约0.1巴表压的汽提压力。进料气设计SO2含量为40.9g/Nm3。该装置在一定范围的气体流量、SO2含量内以及HSS含量范围下运行。图3表示经处理的气体中SO2浓度对HSS含量以及蒸汽用量对HSS的关系图示。如图3中的线性回归趋势线所明显表示的，当HSS含量升高时，所需蒸汽量和经处理气体中SO2的浓度都非常显著地降低。
图4表示对于与图3中所列相同的数据所计算的每立方米溶剂提取的SO2千克值。该单元的操作不是使溶剂流量最小化，或相反，使每体积溶剂的提取量最大化，而是在独立于进料气中SO2的流量或浓度的相对恒定的溶剂流量下操作。与期望的相反，当HSS含量从0.75增加到1.45当量每摩尔时，趋势线并没有表示出每单位体积溶剂SO2吸收量的降低。这特别令人惊奇，因为一度预计以HSS＜1，亚硫酸盐将以作为第一强氮的阴离子存在。已知亚硫酸盐能可逆地吸收SO2，形成亚磷酸氢盐。亚硫酸盐吸收SO2是Wellman-Lord方法的基础：
然而，由于低HSS含量下不能获得较高的负荷量，因此猜测将不够充足的蒸汽用于从富溶剂中中和较强胺的亚硫酸氢盐阴离子中充分剥离SO2。
实施例2
使用进料气容量约100Nm3/h的实验装置。吸收剂为Cansolv吸收剂DM，该装置在以下条件下运行：进料气SO2含量约9体积％，涤气塔温度约50℃，胺浓度20-30wt％。
在约0.6当量/摩尔胺的HSS含量下，HSS形成速度比在约1.0当量/摩尔下操作时快约10倍。因而，这演示了采用HSS含量低于约1.0当量每摩尔的二胺的操作是不适宜的。
Claims (29)
1.一种用吸收剂介质从含有二氧化硫的气流除去二氧化硫并使吸收剂介质再生的循环方法，该方法包含：
(a)使该气流与含有二氧化硫吸收剂的贫水性吸收介质接触，以从该气体吸收二氧化硫从而形成贫二氧化硫的经处理的气流和用过的吸收剂介质；
(b)在一定温度下使气态二氧化硫从用过的吸收剂介质中汽提，以形成再生的水性吸收介质；
(c)回收该气态二氧化硫；
(d)监测该再生的水性吸收介质并调节热稳定盐的含量，以将该再生水性吸收介质的pH保持在选择的pH水平；以及
(e)将该再生的水性吸收介质再循环回接触步骤。
2.权利要求1中所述的方法，其中选择的水平是6或更低。
3.权利要求1中所述的方法，其中选择的水平是5或更低。
4.权利要求1中所述的方法，其中选择的pH水平基于再生的水性吸收介质中总溶解SO2的目标浓度确定。
5.权利要求4中所述的方法，其中基于再生的水性吸收介质的总重，再生的水性吸收介质中总溶解SO2的目标浓度低于1.0wt％。
6.权利要求4中所述的方法，其中基于再生的水性吸收介质的总重，再生的水性吸收介质中总溶解SO2的目标浓度低于0.5wt％。
7.权利要求1中所述的方法，其中吸收剂是如此选择的二胺：使该二胺以游离碱形式具有低于约300的分子量，并且该二胺以半盐形式游离氮原子具有约3.0-约5.5的pKa，在该贫水性吸收介质与含有二氧化硫的气体接触之前，该水性吸收介质含有对每摩尔待吸收的二氧化硫至少1摩尔的水，并具有大于1当量酸每摩尔二胺的热稳定盐浓度。
8.权利要求1中所述的方法，其中选择吸收剂具有3.0-5.5的pKa，并且所选pH水平为5.5。
9.权利要求1中所述的方法，其中选择吸收剂具有3.2-5.0的pKa，并且所选pH水平为5。
10.权利要求1中所述的方法，其中选择吸收剂具有3.5-4.5的pKa，并且所选pH水平为5。
11.一种用吸收剂介质从含有二氧化硫的气流除去二氧化硫并使吸收剂介质再生的循环方法，该方法包含：
(a)使该气流与含有二胺的水溶性半盐的贫水性吸收介质接触，以从该气体吸收二氧化硫从而形成贫二氧化硫的经处理的气流和用过的吸收剂介质，该二胺以游离碱形式具有低于约300的分子量，并且该二胺以半盐形式游离氮原子具有约3.0-约5.5的pKa，在该贫水性吸收介质与含有二氧化硫的气体接触之前，该水性吸收介质含有对每摩尔待吸收的二氧化硫至少1摩尔的水，并具有大于1当量酸每摩尔二胺的热稳定盐浓度；
(b)在一定温度下使气态二氧化硫从用过的吸收剂介质中汽提，以形成再生的水性吸收介质；
(c)回收该气态二氧化硫；以及
(e)将该再生的水性吸收介质再循环回接触步骤。
12.权利要求11中所述的方法，其中气流在约10℃-约60℃的温度下与水性吸收介质接触，以至少约100g二氧化硫每kg吸收介质的量从气流吸收二氧化硫，并且在约50℃-约110℃以及比接触温度高至少30℃的温度下将气态二氧化硫从用过的吸收介质汽提出，以形成再生的水性吸收介质。
13.权利要求11中所述的方法，其中与含有二氧化硫的气体接触前，贫水性吸收介质的热稳定盐浓度选为1.03-1.7当量酸每摩尔二胺。
14.权利要求11中所述的方法，其中与含有二氧化硫的气体接触前，贫水性吸收介质的热稳定盐浓度选为1.05-1.45当量酸每摩尔二胺。
15.权利要求11中所述的方法，其中与含有二氧化硫的气体接触前，贫水性吸收介质的热稳定盐浓度选为1.1-1.3当量酸每摩尔二胺。
16.权利要求11中所述的方法，其中选择热稳定盐的浓度，以将经处理的气流中的二氧化硫浓度降至所选的水平。
17.权利要求11中所述的方法，其中选择热稳定盐的浓度，以降低汽提步骤中蒸汽的消耗量。
18.权利要求11中所述的方法，其中选择热稳定盐的浓度，以将汽提步骤中的蒸汽消耗量降至25kg蒸汽/kg回收的SO2-2kg蒸汽/kg回收的SO2范围内的量，同时生成SO2低于10ppm的贫二氧化硫的经处理气流。
19.权利要求11中所述的方法，其中选择热稳定盐的浓度，以将汽提步骤中的蒸汽消耗量降至1O kg蒸汽/kg回收的SO2-2kg蒸汽/kg回收的SO2范围内的量，同时生成SO2低于50ppm的贫二氧化硫的经处理气流。
20.权利要求11中所述的方法，其中选择热稳定盐的浓度，以将汽提步骤中的蒸汽消耗量降至10kg蒸汽/kg回收的SO2-2kg蒸汽/kg回收的SO2范围内的量，同时生成SO2低于20ppm的贫二氧化硫的经处理气流。
21.权利要求11中所述的方法，其中监测再生的水性吸收介质的pH并调节该水性吸收介质中热稳定盐的含量，以将该再生水性吸收介质的pH保持在选择的水平。
22.权利要求11中所述的方法，其中该选择的水平为6或更低。
23.权利要求11中所述的方法，其中该选择的水平为5或更低。
24.一种降低经处理的气流中二氧化硫浓度的方法，该方法包含：
(a)使气流与水性吸收介质接触，该水性吸收介质含有能形成胺盐的胺、热稳定盐和亚硫酸盐，该胺具有低于该亚硫酸盐的pKa；
(b)在一定温度下使气态二氧化硫从用过的吸收剂介质中汽提，以形成再生的水性吸收介质；
(c)回收该气态二氧化硫；
(d)将该再生的水性吸收介质再循环回接触步骤(a)；以及
(e)调节该水性吸收介质以具有足以至少部分中和该水性吸收介质中的亚硫酸盐的热稳定盐浓度。
25.权利要求24中所述的方法，其中该胺是二胺的一部分，并且该方法包含将水性吸收介质的热稳定盐浓度调节至大于1当量酸每摩尔二胺。
26.权利要求24中所述的方法，其中该水性吸收介质含有二胺的水溶性半盐，以从该气流吸收二氧化硫从而形成贫二氧化硫的经处理的气流和用过的吸收剂介质，该二胺以游离碱形式具有低于约300的分子量，并且该二胺以半盐形式游离氮原子具有约3.0-约5.5的pKa，该水性吸收介质含有对每摩尔待吸收的二氧化硫至少1摩尔的水、并且包含少于约80wt％的水，该方法包含将水性吸收介质的热稳定盐浓度调节至1.05当量酸每摩尔二胺-1.45当量酸每摩尔二胺。
27.权利要求24中所述的方法，其中该方法进一步包含调节水性吸收介质的组成，以使再生的水性吸收介质的pH为6或更低。
28.权利要求24中所述的方法，其中该方法进一步包含调节水性吸收介质的组成，以使再生的水性吸收介质的pH为5.0或更低。
29.权利要求24中所述的方法，其中通过改变其中热稳定盐的含量来调节水性吸收介质的组成。
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