一种高选择性的可再生有机胺脱硫剂的筛选方法技术

技术编号:14365551 阅读:78 留言:0更新日期:2017-01-09 12:15
本发明专利技术公开了一种高选择性的可再生有机胺脱硫剂的筛选方法,属于烟气脱硫领域。该方法包括获取脱硫pH限制区间,在该脱硫pH限制区间内,SO2以亚硫酸氢根离子的形式存在,CO2以碳酸的形式存在;预选多种有机胺,并获取多种有机胺的pH缓冲区间,在该pH缓冲区间内,浓度大于等于1mol/L的有机胺脱硫剂每消耗1个pH可吸收的SO2大于等于20g/L;分别获取多种有机胺的pH缓冲区间与脱硫pH限制区间的重合区间;当重合区间的长度大于等于0.5时,则确定该有机胺可用于配制具有高选择性的可再生有机胺脱硫剂;当重合区间的长度小于0.5时,则排除该有机胺。本发明专利技术提供的方法通过理论计算对有机胺进行筛选,不仅高效简单且准确度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烟气脱硫领域,特别涉及一种高选择性的可再生有机胺脱硫剂的筛选方法
技术介绍
现代化学工业的迅速发展使煤炭、石油等能源的消耗日益增加,加上大量金属冶炼厂的烟气排放,严重污染了大气环境。为了保证经济和环境的可持续发展,我们不仅要尽可能地减少二氧化硫的排放,还要采用再生法烟气脱硫技术控制二氧化硫排放并回收硫资源。有机胺法脱硫技术是一种高效的烟气脱硫技术,其采用有机胺溶液作为SO2吸收剂,通过吸收和解吸过程来完成烟气脱硫。利用有机胺法脱硫技术进行烟气脱硫的过程中,有机胺脱硫剂的选择十分重要,期望的是获得这样一种有机胺脱硫剂,其对烟气中的SO2具有高的吸收率,而对烟气中的其他组分,例如CO2等吸收很少或者不吸收(即具有高选择性),而且,吸收SO2后的有机胺脱硫剂能够在加热作用下进行解吸反应,容易再生。为了获得具有上述特性的有机胺脱硫剂,现有技术通常进行大量的脱硫评价试验来评价不同有机胺的种类以及其所适用的脱硫pH范围,从而筛选出合适的有机胺脱硫剂。专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:现有技术提供的筛选方法不仅复杂,且准确性较低,筛选效率低。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于,提供了一种简单准确且高效的高选择性的可再生有机胺脱硫剂的筛选方法。具体技术方案如下:一种高选择性的可再生有机胺脱硫剂的筛选方法,包括:步骤a、获取脱硫pH限制区间,在所述脱硫pH限制区间内,SO2以亚硫酸氢根离子的形式存在,CO2以碳酸的形式存在;步骤b、预选多种有机胺,并分别获取多种所述有机胺的pH缓冲区间,在所述pH缓冲区间内,利用所述有机胺配制得到的浓度大于等于1mol/L的有机胺脱硫剂每消耗1个pH可吸收的SO2大于等于20g/L;步骤c、分别获取多种所述有机胺的pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间;步骤d、当所述有机胺pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间的长度大于等于0.5时,则确定所述有机胺可用于配制具有高选择性的可再生有机胺脱硫剂;当所述有机胺的pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间的长度小于0.5时,则排除所述有机胺。作为优选,所述方法还包括:在确定所述有机胺pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间大于等于0.5之后,利用所述有机胺配制有机胺脱硫剂,控制所述有机胺脱硫剂的pH值为所述脱硫pH限制区间的最大pH值,在相同的操作条件下,通过烟气脱硫实验测定所述有机胺脱硫剂的脱硫性能和可再生性能,进而确定具有高选择性的可再生有机胺脱硫剂。具体地,作为优选,所述通过烟气脱硫实验测定所述有机胺脱硫剂的脱硫性能和可再生性能的标准是:进行多次所述烟气脱硫实验,当每次所述烟气脱硫实验完成后,尾气中SO2的浓度达到500mg/m3时,所用平均时间最长的有机胺脱硫剂则确定为高选择性的可再生有机胺脱硫剂。具体地,作为优选,所述烟气脱硫实验的进行次数为3-10次。具体地,作为优选,所述步骤a中,绘制不同pH下SO2和CO2在水溶液中溶解形成的不同物质的分布分数曲线,根据所述分布分数曲线,确定所述SO2在所述水溶液中分布分数大于等于95%的部分以亚硫酸氢根离子形式存在且所述CO2在所述水溶液中分布分数大于等于95%的部分以碳酸形式存在时的pH区间为所述脱硫pH限制区间。具体地,作为优选,当所述SO2的水溶液浓度和所述CO2的水溶液浓度均为1mol/L时,所述脱硫pH限制区间为3.0-5.8。具体地,作为优选,通过分别测定多种所述有机胺的酸度系数pKa值,并根据所述pKa值来获取有机胺的pH缓冲区间,且所述有机胺的pH缓冲区间的长度小于等于2。具体地,作为优选,所述有机胺的pH缓冲区间的长度小于等于1.5。具体地,作为优选,当所述有机胺的pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间的长度大于等于1时,则确定所述有机胺可用于配制具有高选择性的可再生有机胺脱硫剂。具体地,作为优选,所述有机胺脱硫剂包括以下组分:有机胺,质量百分数5~80%;无机强酸,所述无机强酸与所述有机胺的摩尔比为(0.3~1.2):1;抗氧化剂,质量百分数0.01~1.00%;脱硫活化剂,质量百分数0.01~8.00%;余量为水。具体地,作为优选,所述有机胺选自乙二胺及其衍生物、1,2-丙二胺及其衍生物、1,3-丙二胺及其衍生物、哌嗪及其衍生物、二乙烯三胺及其衍生物中的至少一种。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本专利技术实施例提供的高选择性的可再生有机胺脱硫剂的筛选方法,通过获取多种不同的待筛选的有机胺的pH缓冲区间,并将它们分别与脱硫pH限制区间进行对比,获取两者的重合区间长度。如若某一有机胺的pH缓冲区间与脱硫pH限制区间的重合区间长度大于等于0.5,则说明利用该有机胺配制得到的有机胺脱硫溶剂具有高选择性和可再生性,是一种期望的脱硫剂。由于在脱硫pH限制区间内,SO2以亚硫酸氢根离子的形式存在,CO2以碳酸的形式存在,以保证了有机胺脱硫剂的选择性及可再生性,由于在有机胺的pH缓冲区间内,浓度大于等于1mol/L的上述有机胺脱硫剂每消耗1个pH可吸收的SO2大于等于20g/L,进一步保证了有机胺脱硫剂对SO2的高吸收能力。可见,本专利技术实施例通过理论计算对有机胺脱硫剂进行筛选,不仅高效简单,且准确度高。具体实施方式除非另有定义,本专利技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。在对本专利技术实施方式作进一步地详细描述之前,对理解本专利技术实施例一些术语给出定义。(1)本专利技术实施例中,所述的“脱硫pH限制区间”指的是一个pH范围,在该pH范围内,SO2在水溶液中分布分数大于等于95%的部分,优选全部以亚硫酸氢根离子的形式存在,且CO2在水溶液中分布分数大于等于95%的部分,优选全部以碳酸的形式存在。亦即,该脱硫pH限制区间内,SO2更容易被吸收,而则CO2不易被吸收,或者可认为基本上不被吸收。(2)本专利技术实施例中,所述的“pH缓冲区间”指的是有机胺溶液的某一pH范围,在该pH范围下,利于该有机胺配制得到的浓度大于等于1mol/L的有机胺脱硫剂每消耗1个pH可吸收的SO2大于等于20g/L。其中,利用有机胺配制有机胺脱硫剂为本领域现有技术,本专利技术实施例在此不作具体限定。此外,所配制的有机胺脱硫剂中有机胺的浓度大于等于1mol/L。(3)本专利技术实施例中,所述的“重合区间”指的是在脱硫pH限制区间和pH缓冲区间在pH数值上相重合的部分。相应地,所述的重合区间长度则指的是该相重合部分的两个端点pH值之差的绝对值。(4)本专利技术实施例中,所述的“高选择性”指的是有机胺脱硫剂对烟气进行吸收后,再生出的气体除水分之外,SO2的摩尔百分比能达到至少95%,同时其他组分,例如CO2的摩尔百分比至少低于5%,优选为低于1%。(5)本专利技术实施例中,所述的“可再生性”指的是有机胺脱硫剂经过至少5次吸收/再生试验后,对SO2的再生率保持在至少90%,且当每次吸收试验完成后,尾气中SO2的浓度达到500mg/m3时所用的时间较第1次吸收实验所用时间减小量小于10%。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高选择性的可再生有机胺脱硫剂的筛选方法,包括:步骤a、获取脱硫pH限制区间,在所述脱硫pH限制区间内,SO2以亚硫酸氢根离子的形式存在,CO2以碳酸的形式存在;步骤b、预选多种有机胺,并分别获取多种所述有机胺的pH缓冲区间,在所述pH缓冲区间内,利用所述有机胺配制得到的浓度大于等于1mol/L的有机胺脱硫剂每消耗1个pH可吸收的SO2大于等于20g/L;步骤c、分别获取多种所述有机胺的pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间;步骤d、当所述有机胺pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间的长度大于等于0.5时,则确定所述有机胺可用于配制具有高选择性的可再生有机胺脱硫剂;当所述有机胺pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间的长度小于0.5时,则排除所述有机胺。

【技术特征摘要】
1.一种高选择性的可再生有机胺脱硫剂的筛选方法,包括:步骤a、获取脱硫pH限制区间,在所述脱硫pH限制区间内,SO2以亚硫酸氢根离子的形式存在,CO2以碳酸的形式存在;步骤b、预选多种有机胺,并分别获取多种所述有机胺的pH缓冲区间,在所述pH缓冲区间内,利用所述有机胺配制得到的浓度大于等于1mol/L的有机胺脱硫剂每消耗1个pH可吸收的SO2大于等于20g/L;步骤c、分别获取多种所述有机胺的pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间;步骤d、当所述有机胺pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间的长度大于等于0.5时,则确定所述有机胺可用于配制具有高选择性的可再生有机胺脱硫剂;当所述有机胺pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间的长度小于0.5时,则排除所述有机胺。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在确定所述有机胺pH缓冲区间与所述脱硫pH限制区间的重合区间大于等于0.5之后,利用所述有机胺配制有机胺脱硫剂,控制所述有机胺脱硫剂的pH值为所述脱硫pH限制区间的最大pH值,在相同的操作条件下,通过烟气脱硫实验测定所述有机胺脱硫剂的脱硫性能和可再生性能,进而确定具有高选择性的可再生有机胺脱硫剂。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述通过烟气脱硫实验测定所述有机胺脱硫剂的脱硫性能和可再生性能的标准是:进行多次所述烟气脱硫实验,当每次所述烟气脱硫实验完成后,尾气中SO2的浓度达到500mg/m3时,所用平均时间最长的有机胺脱硫剂则确定为高选择性的可再生有机胺脱硫剂。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述烟气脱硫实验的进行次数为3-10次。...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨威常宏岗何金龙徐波杨亚宇吴明鸥李龙
申请(专利权)人:中国石油天然气股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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