一种用作烟气脱硫的可再生离子溶液制造技术

本发明专利技术涉及一种用作烟气脱硫的可再生离子溶液，其特征在于：所述离子溶液包括离子液体和离子溶剂，离子液体的分子通式为：NaHbRcXO4，其中a＝1～6；b＝1～3；c＝4～12；R为脂肪烃基；X＝S和或P；所述离子溶剂为极性溶剂；本发明专利技术的特点是在离子溶液的使用温度范围内，离子溶液具有极低的蒸汽压，极大地降低脱硫工艺的二次污染，同时此离子溶液的二氧化硫吸收量大、易解吸、循环使用稳定性高。

【技术实现步骤摘要】
—种用作烟气脱硫的可再生离子溶液
本专利技术涉及一种用作烟气脱硫的可再生离子溶液，离子溶液是一种清洁无污染的二氧化硫等酸性气体溶剂，属于环境科学与工程
。
技术介绍
SO2是世界第一大污染物，而燃煤是SO2的主要排放源。目前国内外的脱硫技术主要包括湿法脱硫、半干法脱硫、和干法脱硫，其中湿法烟气脱硫技术最为成熟。国内火力发电厂普遍采用石灰石一石膏湿法脱硫工艺，该技术成熟、效率高，Ca/S比低，运行可靠，操作简单，但是脱硫原料、副产物的运输、堆存和处理困难，设备和管道的磨蚀与堵塞严重。同时，由于国内石灰石开采量逐年加剧，造成十分严重的开采后果，一些省市已经暂停对石灰石的开米工作。与石灰石法相比较，以有机胺法和离子液体法为代表的，利用可再生溶剂循环脱硫的新兴烟气脱硫技术，具有脱硫效率闻、脱硫效率对进气含硫量不敏感、吸收剂可以循环利用、不产生二次污染、吸收的二氧化硫可以通过解吸被释放并用来制备硫酸或硫磺副产品等优点。目前这些离子液体专利技术溶剂中存在下列问题:(1)溶剂粘度相对较高，(2)溶剂腐蚀性严重，(3)吸收容量具有局限性，(4)易产生副反应，(5)离子液体吸收剂吸收二氧化硫形成的结构较为稳定，解吸能耗高，工业成本和操作费用大，不利于工业化生产的实际应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用离子液体与离子溶剂的共同作用，实现一种新型、高效的二氧化硫吸收溶剂，使可再生溶剂脱硫法具有更经济、更环保的应用价值。现有离子液体脱硫技术，在其工业装置运行时往往存在下列问题:(1)解吸能耗高且固定资产投入大:多数的离子液体在脱硫温度下(40?80°C)往往由于粘度过高而不能单独使用，通常是以水作为溶剂稀释，水的稀释造成了设备尺寸大，提高了固定资产投入以及运行费用；同时由于水的沸点较低且气化热高，在解吸过程中水的气化造成了相当的热损失。(2)易产生副反应，消耗脱硫剂的同时使运行体系变复杂，出现很多不可预计的问题；(3)设备腐蚀严重。因此，需要设计新型的清洁的、可再生的、高效的、低能耗的离子液体溶剂。为了解决上述技术问题，本专利技术利用离子液体的结构特点，是一种清洁脱硫技术，不会产生脱硫剂挥发产生二次污染的现象，并利用离子溶剂对二氧化硫的高溶解性，增加离子溶液的二氧化硫吸收容量，同时回避了其他离子液体中使用的卤素对装置的强腐蚀性问题，克服了现有技术上的缺陷，本专利技术采取的技术方案如下: 一种用作烟气脱硫的可再生离子溶液，所述离子溶液包括离子液体和离子溶剂，所述尚子液体的质量百分含量为I?50% ,所述尚子溶剂的质量百分含量为50?99% ;尚子液体的分子通式为:NaHbRcIO4,其中a = I?6、b = I?3、c = 4?12，R为脂肪烃基，X=S和/或P,离子液体不含有卤素，离子液体不含有共轭结构；所述离子溶剂为N, N’ 一二甲基甲酰胺，N，N’一二甲基乙酰胺，N—甲基吡咯烷酮，二甲基亚砜，二甲基砜、乙二醇、丙三醇、乙醇、吗啉、N —羟乙基吗啉中的一种或几种；所述离子溶液的使用温度不高于130°C。所述离子液体的氮元素的质量百分含量为6?18%。离子液体的氮元素的质量百分含量有一个上限范围和下限范围。离子液体的氮元素的质量百分含量的上限范围为12?24%，在这个范围内可以低于18 %，最佳值为16.69%。离子液体的氮元素的质量百分含量的下限范围为2?10 %，在这个范围内可以高于6 %，最佳想值为7.84%。优选的，所述离子液体的氮元素的质量百分含量范围为7.84?16.69%。所述离子液体的硫元素与磷元素的总质量百分含量为2?12%。离子液体的硫元素与磷元素的总质量百分含量有一个上限范围和下限范围。离子液体的硫元素与磷元素的总质量百分含量的上限范围为8?16%，在这个范围内可以低于12%，最佳值为11.76%。离子液体的硫元素与磷元素的总质量百分含量的下限范围为I?8%，在这个范围内可以高于2%，最佳想值为3.69%。优选的，所述离子液体的硫元素与磷元素的总质量百分含量范围为3.69?11.76%。所述离子液体的碳元素的质量百分含量为28?56%。离子液体的碳元素的质量百分含量有一个上限范围和下限范围。离子液体的碳元素的质量百分含量的上限范围为40?60%，在这个范围内可以低于56%，最佳值为47.92%。离子液体的碳元素的质量百分含量的下限范围为20?40 %，在这个范围内可以高于28 %，最佳想值为29.86 %。优选的，所述离子液体的碳元素的质量百分含量范围为29.86?47.92%。所述离子液体的氢元素的质量百分含量为6?14%。离子液体的氢元素的质量百分含量有一个上限范围和下限范围。离子液体的氢元素的质量百分含量的上限范围为10?20%，在这个范围内可以低于14%，最佳值为11.96%。离子液体的氢元素的质量百分含量的下限范围为4?10%,在这个范围内可以高于6%，最佳想值为6.36%。优选的，所述离子液体的氢元素的质量百分含量范围为6.36 ?11.96%。所述尚子液体的质量百分含量为I?50%。尚子液体的质量百分含量有一个上限范围和下限范围。离子液体的质量百分含量的上限范围为20?80%，在这个范围内可以低于50%,最佳值为48%。离子液体的质量百分含量的下限范围为0.5?10%,在这个范围内可以高于1%，最佳想值为12%。优选的，所述离子液体的质量百分含量范围为12?48%。所述尚子溶剂的质量百分含量为50?99%。尚子溶剂的质量百分含量有一个上限范围和下限范围。离子溶剂的质量百分含量的上限范围为80?99.9%，在这个范围内可以低于99%，最佳值为82%。离子溶剂的质量百分含量的下限范围为20?75%，在这个范围内可以高于50%，最佳想值为52%。优选的，所述离子溶剂的质量百分含量范围为52?82%。所述离子液体通过消除反应、中和反应、浓缩处理、加干燥处理的方式制备。所述消除反应包括分子内消除反应和分子间消除反应，所述消除反应用惰性溶剂通过循环蒸发冷凝的方式带走反应体系的热量，消除反应的时间为2?24h，消除反应的温度为50?120°C。消除反应的消除分子是水、甲醇、乙醇、乙烯、丙醇、异丙醇、乙醇胺或二乙醇胺。所述中和反应是用硫酸和磷酸进行反应，所述硫酸和磷酸的浓度大于10%。所述浓缩处理包括干燥气氛吹扫、常压蒸馏和减压蒸馏，浓缩处理的温度在60~120°C，处理时间为2~24h。干燥处理的温度为25~120°C，压强为0.1~lOOKPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用作烟气脱硫的可再生离子溶液，所述离子溶液包括离子液体和离子溶剂，其特征在于：所述离子液体的质量百分含量为1～50％, 所述离子溶剂的质量百分含量为50～99％；离子液体的分子通式为： NaHbRcXO4，其中a＝1～6、b＝1～3、c＝4～12，R为脂肪烃基，X＝S和/或P，离子液体不含有卤素，离子液体不含有共轭结构；所述离子溶剂为N,N’－二甲基甲酰胺，N,N’－二甲基乙酰胺，N－甲基吡咯烷酮，二甲基亚砜，二甲基砜、乙二醇、丙三醇、乙醇、吗啉、N－羟乙基吗啉中的一种或几种；所述离子溶液的使用温度不高于130℃。

【技术特征摘要】
1.一种用作烟气脱硫的可再生离子溶液，所述离子溶液包括离子液体和离子溶剂，其特征在于:所述离子液体的质量百分含量为I?50%，所述离子溶剂的质量百分含量为50?99% ;离子液体的分子通式为:NaHbReXO4,其中a = I?6、b = I?3、c = 4?12,R为脂肪烃基，X = S和/或P，离子液体不含有卤素，离子液体不含有共轭结构；所述离子溶剂为N，N’ 一二甲基甲酰胺，N，N’ 一二甲基乙酰胺，N —甲基吡咯烷酮，二甲基亚砜，二甲基砜、乙二醇、丙三醇、乙醇、吗啉、N—羟乙基吗啉中的一种或几种；所述离子溶液的使用温度不高于130°C。2.根据权利要求1所述的用作烟气脱硫的可再生离子溶液，其特征在于:所述离子液体中氮元素的质量百分含量为6?18%,硫元素与磷元素的总质量百分含量为2?12%,碳兀素的质量百分含量为28?56%，氢兀素的质量百分含量为6?14%。3.根据权利要求1所述的用作烟气脱硫的可再生离子溶液，其特征在于:所述离子液体通过消除反应、中和反应、浓缩处理、加干燥处理的方式制备。4.根据权利要求3所述的用作烟气脱硫的可再生离子溶液，其特征在于:所述消除反应包括分子内消除反应和分子间消除反...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅雪，刘科伟，钟洪玲，庄烨，韩晨，
申请(专利权)人：北京国电龙源环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11