一种烟气脱硫脱硝吸附剂及其制备和使用方法技术

本发明专利技术的目的是为了解决现有技术中同时脱硫脱硝的吸附剂研究很少的问题，提供了一种烟气脱硫脱硝吸附剂及其制备和使用方法。本发明专利技术的吸附剂为由四丁基溴化铵、乙二醇反应生成的低共熔溶剂，所述四丁基溴化铵和乙二醇的摩尔比为1∶2～100；进一步的，吸附剂为在所述低共熔溶剂中加入氯化亚铁，反应生成的铁基低共熔溶剂，氯化亚铁在所述低共熔溶剂中的含量为0.1～1mol/L。本发明专利技术的吸附剂具有吸附选择性，对烟气中的SO2和NOx能够同时吸附并且吸附量大，降低脱硫脱硝成本，无二次污染，同时该低共熔溶剂吸附剂还能够实现吸附‑脱附多次循环再生。

A kind of adsorbent for flue gas desulfurization and denitrification and its preparation and Application

The aim of the invention is to solve the problem that there is little research on adsorbents in simultaneous desulfurization and denitrification in the existing technology, and provides a flue gas desulfurization and denitrification adsorbent, and its preparation and application method. The adsorbent of the invention is to generate four butyl bromide, ethylene glycol reactive eutectic solvent, the molar ratio of four butyl bromide and ethylene glycol is 1: 2~100; further, the adsorbent for adding ferrous chloride in the eutectic solvent, the reaction of Fe eutectic the solvent content of ferrous chloride in the eutectic solvent is 0.1 ~ 1mol/L. The adsorbent of the invention has the selective adsorption of SO2 in flue gas and NOx can also adsorption and adsorption capacity, reduce the cost of desulfurization and denitrification, no two pollution, while the eutectic solvent adsorption agent also can achieve adsorption desorption regeneration cycles.

【技术实现步骤摘要】
一种烟气脱硫脱硝吸附剂及其制备和使用方法
本专利技术属于烟气净化
，特别涉及一种高效可循环使用的烟气脱硫脱硝吸附剂及其制备和使用方法。
技术介绍
我国是以煤炭为主导的一次能源资源国家，电力生产以火力发电为主，燃煤电厂通过烟气排放大量的SO2、NOx、汞、颗粒及其他微量元素，是排放SO2、NOx等污染物的主要行业。尤其是近几年，随着全国大范围雾霾天气的形成和扩散，燃煤引起的大气污染问题已受到政府和公众的高度关注。燃料脱硫技术已经被用在燃料燃烧过程的各个阶段，例如燃烧前脱硫，燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。目前主要是燃烧后脱硫，即烟气脱硫。烟气脱硫技术根据脱硫产物的干湿状态可分为湿法脱硫技术、半干法脱硫技术和干法脱硫技术三种。石灰石-石膏湿法是我国现阶段燃煤机组所采用的主要脱硫工艺，但是脱硫石膏的利用率还很低，耗水量巨大，脱硫后产物大部分仍以堆积储存为主，已成为继火电厂粉煤灰后的第二大固体废物。同时由于烟气中含有NOx，我国NOx减排技术可分为以下三种，即：燃烧前技术、燃烧中技术和燃烧后烟气脱硝技术。目前以NH3为还原型选择性催化还原NOx(SCR)是现阶段燃煤机组所采用的主要脱硝工艺，但该工艺存在设备较多、工艺操作较复杂、投资较大、废液(废气)二次污染、氨泄漏、设备易腐蚀的问题等。因此，目前完全依赖上述SCR工艺显然是不可行的。为克服上述缺点，开发新型烟气一体化净化技术目前是国内外电力行业关注的重点，也是关键的前沿技术之一。低共熔溶剂(DeepEutecticSolvents，DES)是一类常温下为液态的低共熔体，它由氢键供体和氢键受体按照一定化学计量比组成的离子液体类似物。由于它具有蒸汽压低、溶解性和导电性优良、电化学稳定窗口宽等离子液体的性质，也具备成本低，制备简单、无毒性、可生物降解等独特的特性，是一种新型的绿色溶剂。基于离子液体的结构可设计性，通过采用不同的阳、阴离子组合来调节离子液体的物理和化学性质，获得能吸收SO2的离子液体。已有相关研究者利用离子液体作为SO2气体的吸附剂。如申请号为200810025024.7的中国专利公布了一种采用胺和二元羧酸为原料制备SO2吸附剂，该吸附剂在低温下具有较好的吸附-解吸效果。申请号为200510069406.6的中国专利利用醇胺羧酸类离子液体吸收烟气中SO2气体，其阳离子是醇胺类离子，阴离子为乙酸和乳酸。但是目前对同时脱硫脱硝的吸附剂研究很少。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中对于同时脱硫脱硝的吸附剂研究较少的问题，提供了一种烟气脱硫脱硝吸附剂及其制备和使用方法。本专利技术通过选择合适的胺类阳离子和醇类阴离子制备出低共熔溶剂制成吸附剂，进一步的再加入氯化亚铁制成吸附剂，并构建相应的制备方法。本专利技术的吸附剂能够降低脱硫脱硝成本，无二次污染，同时该低共熔溶剂吸附剂还能够实现吸附-脱附多次循环再生。本专利技术的技术方案之一为，一种烟气脱硫脱硝吸附剂，为由四丁基溴化铵、乙二醇反应生成的低共熔溶剂；所述四丁基溴化铵和乙二醇的摩尔比为1∶2～100；进一步的，所述烟气脱硫脱硝吸附剂为在所述低共熔溶剂中加入氯化亚铁，反应生成铁基低共熔溶剂；所述氯化亚铁在所述低共熔溶剂中的含量为0.1～1mol/L。本专利技术的技术方案之二为，上述烟气脱硫脱硝吸附剂的制备方法，具体如下：按比例取四丁基溴化铵和乙二醇，在室温条件下混合均匀后得到所述低共熔溶剂的吸附剂；进一步的，在室温条件下，按比例向所述低共熔溶剂中加入氯化亚铁，待氯化亚铁完全溶解后得到所述铁基低共熔溶剂的吸附剂。本专利技术的技术方案之三为，上述烟气脱硫脱硝吸附剂的使用方法，具体如下：将含有SO2和NOx的气体，或含有SO2的气体，或含有NOx的气体通入所述吸附剂中，进行吸附；较好的，所述气体在所述吸附剂的停留时间为2～6s；较好的，所述吸附剂的温度为30～70℃；较好的，所述气体通入时间为1～1200min。本专利技术的技术方案之四为，上述烟气脱硫脱硝吸附剂的脱附方法，具体如下：将吸附有SO2，或NOx，或SO2和NOx的吸附剂于90～110℃下加热脱附，将吸附剂中的SO2，或NOx，或SO2和NOx释放。从吸附剂中脱附出来的SO2和NOx气体可以转变为高纯度的SO2和NOx气体，可将吸附剂脱硫再生与含硫含硝资源的利用结合起来，比如生产硫胺和氮肥等。经检测，本吸收剂的硫容S(g)/吸附剂(g)能够达到7.6，硝容N(g)/吸附剂(g)能够达到4.5。本吸收剂吸附SO2，或NOx，SO2和NOx吸附平衡(吸附率90％)时间为1～1200min。本吸收剂吸附SO2，或NOx，SO2和NOx达到平衡后可以通过加热使SO2和NOx脱附，脱附率＞90％，并且吸附至吸附平衡的循环次数不少于8次。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：1)吸附剂具有吸附选择性，对烟气中的SO2和NOx吸附量大、吸附能力强；2)吸附的SO2和NOx气体，经加热能够脱附出来，得到高纯度的SO2和NOx气体，利于回收使用；3)吸脱附SO2和NOx气体条件温和，脱硫脱硝精度高；4)吸附剂能够多次再生循环使用，无二次污染，降低成本；5)设备操作简单，资成本降低；6)吸附剂合成条件温和，工艺简单。附图说明图1、本专利技术实施例1中脱硫脱硝吸附剂制备方法流程图；图2、本专利技术实施例9的脱硫脱硝吸附剂8次吸附-7次脱附循环的吸附硫硝曲线图；其中，图a为吸附硫效率曲线图，图b为吸附硝效率曲线图；Ab1～Ab8分别代表第1次～第8次吸附；图3、本专利技术实施例9中的脱硫脱硝吸附剂在不同温度下的吸附硫硝效率曲线图；其中，图a为吸附硫效率曲线图，图b为吸附硝效率曲线图。具体实施方式本专利技术用以下实施例说明，但本专利技术不仅限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包括在本专利技术的技术范围内。实施例1取三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置，向烧瓶中投入四丁基溴化铵和乙二醇，搅拌，溶液温度控制在20±2℃，混合均匀后得到四丁基溴化铵-乙二醇低共熔溶剂，四丁基溴化铵与乙二醇的摩尔比为1∶2。取吸附剂置于鼓泡床反应器内，反应器温度控制在50±2℃，向反应器内通入SO2和NO气体进行吸收，气体在所述吸附剂的停留时间为2～6s；将吸收平衡的吸附剂置于100±2℃温度环境中，进行SO2和NO的脱附实验。6分钟达到吸附平衡，硫容S(g)/吸附剂(g)为0.25，硝容N(g)/吸附剂(g)为0.026；5分钟达到平衡脱附量90％。实施例2取三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置，向烧瓶中投入四丁基溴化铵和乙二醇，搅拌，溶液温度控制在20±2℃，混合均匀后得到四丁基溴化铵-乙二醇低共熔溶剂，四丁基溴化铵与乙二醇的摩尔比为1∶5。取吸附剂置于鼓泡床反应器内，反应器温度控制在50±2℃，向反应器内通入SO2和NO气体进行吸收，气体在所述吸附剂的停留时间为2～6s；将吸收平衡的吸附剂置于90～92℃温度环境中，进行SO2和NO的脱附实验。9分钟达到吸附平衡，硫容S(g)/吸附剂(g)为0.3，硝容N(g)/吸附剂(g)为0.03；10分钟达到平衡脱附量90％。实施例3取三口烧瓶，上置冷凝回流管，并装有封口滴液漏斗和搅拌装置，向烧瓶中投入四丁基溴化铵和乙二醇，搅拌，溶液温度控制在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气脱硫脱硝吸附剂，其特征在于，为由四丁基溴化铵、乙二醇反应生成的低共熔溶剂；其中，所述四丁基溴化铵与乙二醇的摩尔比为1∶2～100。

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硫脱硝吸附剂，其特征在于，为由四丁基溴化铵、乙二醇反应生成的低共熔溶剂；其中，所述四丁基溴化铵与乙二醇的摩尔比为1∶2～100。2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硫脱硝吸附剂，其特征在于，为在所述低共熔溶剂中加入氯化亚铁，反应生成的铁基低共熔溶剂。3.根据权利要求2所述的一种烟气脱硫脱硝吸附剂，其特征在于，所述氯化亚铁在所述低共熔溶剂中的含量为0.1～1mol/L。4.权利要求1所述的烟气脱硫脱硝吸附剂的制备方法，其特征在于，具体如下：按比例取四丁基溴化铵和乙二醇，在室温条件下混合均匀后得到所述的低共熔溶剂吸附剂。5.权利要求2所述的烟气脱硫脱硝吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)按比例取四丁基溴化铵和乙二醇，在室温条件下混合均匀后得到低共熔溶剂；2)在室温条件下，向所述低共熔溶剂中加入氯化亚铁，待氯化亚铁完...

【专利技术属性】
技术研发人员：余江龙，窦金孝，李华，尹丰魁，阿加西·塔玛赛比，田露，张春霞，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21