一种烟气脱硫的工艺方法技术

本发明专利技术提供一种离子液体溶液用于烟气脱硫的工艺方法，该方法是以离子液体溶液作为吸收剂，采用不同类型的吸收塔，在０～２００℃的温度和０．０９～５．０ＭＰａ的压力下，吸收烟气中ＳＯ２的方法。该工艺方法是气液逆流接触，采用各种塔型提高传质效果，实现烟气的达标排放。吸收ＳＯ２后的离子液体溶液通过泵打入到解吸塔，采用加热和／或减压的方法进行离子液体溶液的解吸，并回收ＳＯ２。解吸后的离子液体进入吸收塔重复使用。本发明专利技术的工艺方法能有效的去除烟气中的ＳＯ２，并回收ＳＯ２。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烟气脱硫的工艺方法。具体而言，本专利技术涉及离子液体溶液用于烟气脱硫的工艺方法。
技术介绍
众所周知，煤炭在我国一次能源消费中占70％左右，其中80％以上的原煤采用直接燃烧的方式。大量煤炭的直接燃烧产生SO2、NO2、NO、CO等空气污染物，导致我国成为典型的煤烟型污染国家，严重制约了我国经济的可持续发展。SO2是空气污染物的主要组成之一，也是燃煤烟道气中的主要污染物之一，它能够危害人体健康，并且能够形成酸雨，对农业生态环境和农作物产量产生严重的影响。因此，SO2的排放控制一直是能源利用和环保领域的重点研究方向。烟气脱硫对于减少污染物排放，改善生态环境具有重要意义。烟气脱硫的技术方法种类繁多，工业应用的烟气脱硫技术可分为湿法脱硫和干法(含半干法)脱硫。湿法脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气以除去SO2，目前，应用最多的是钙法脱硫技术，该脱硫技术是采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，具有成本低的优点，但是此种方法所产生的副产物均为低品位的石膏，回收和利用的价值低。干法脱硫是使用固体吸收剂、吸附剂或催化剂除去烟气中的SO2，常用的方法有活性炭吸附法、分子筛吸附法、氧化法和金属氧化物吸收法等。采用固体吸收剂(催化剂)吸收转化SO2，例如使用活性炭或活性炭上担载氧化铜等催化剂吸收SO2。脱硫效果好，但催化剂的制备繁琐、价格高、再生成本也高。此外，目前也有采用液相法进行烟气脱硫的技术，该方法吸收效果好，但传统的液相法吸收剂是有机胺或其混合物，有机胺在使用过程中有可能挥发，造成溶剂的浪费和二次污染。离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子组成的在室温至100℃下呈液体状态的盐类物质。它由传统的高温熔盐演变而来，但相对于常规离子化合物来说，离子液体在室温附近很宽的温度范围内呈液态。离子液体具有很多优良的性质：液态温度范围宽，从低于或者接近室温到300℃以上，具有良好的热稳定性和化学稳定性；几乎没有蒸气压；离子液体的结构可调，性质可控；对很多有机和无机物质都表现出良好的溶解能力，可以溶解多种气体，如CO2、SO2、乙烯、乙烷等。基于以上特性，离子液体被认为是一种环境友好型的溶剂。离子液体的诸多性质使得其在合成、分离、电化学等许多领域得以应用，并逐步成为新工业领域关注的焦点。随着技术的进步，离子液体越来越多的用于分离领域，特别是气体的分离。由于它良好的吸收效果，并且吸收后很容易脱附再生，因此，离子液体在脱硫领域的应用得到了广泛的关注。然而，因离子液体的黏度较大、传质慢等缺点，目前文献多是报道离子液体对SO2的吸收特性，而对于离子液体脱除SO2的工艺未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有脱硫工艺方法中存在的问题，从可持续发展的角-->度，提高SO2的吸收效果和吸收剂的可再生利用，减少环境污染。本专利技术的目的是采用如下技术方案来实现的。本专利技术提供一种烟气脱硫的工艺方法，该方法包括使离子液体溶液与烟气相接触，以吸收烟气中SO2的步骤。优选地，本专利技术的烟气脱硫工艺方法还包括使吸收SO2后未达到饱和的离子液体溶液重新与烟气相接触，以再吸收烟气中SO2的步骤。优选地，本专利技术的烟气脱硫工艺方法还包括将吸收SO2后的离子液体溶液解吸除去SO2之后，重新与烟气相接触，以再吸收烟气中SO2的步骤。优选地，本专利技术的烟气脱硫工艺方法包括如下步骤：(1)使离子液体溶液与烟气在吸收塔中相接触，以吸收烟气中的SO2；(2)将步骤(1)中吸收SO2之后的离子液体溶液送入解吸塔中，以解吸除去其中的SO2，得到再生离子液体；(3)将步骤(2)中得到的再生离子液体配制成离子液体溶液，使其重新与烟气相接触，以再吸收烟气中的SO2。在以上烟气脱硫的工艺方法中，吸收或再吸收烟气中SO2的条件优选为温度0～200℃，压力0.09～5.0MPa；更优选为温度40～150℃，压力0.1～1.0MPa。在以上烟气脱硫的工艺方法中，解吸除去SO2的条件优选为温度40～300℃，压力0.00001～0.1MPa；更优选为温度60～200℃，压力为0.0001～0.02MPa。在以上烟气脱硫的工艺方法中，所述吸收塔为喷淋塔、填料塔、板式塔或组合型吸收塔。在以上烟气脱硫的工艺方法中，所述离子液体包括胍盐类离子液体、醇胺类离子液体、咪唑类离子液体、季铵盐类离子液体、季膦盐类离子液体、吡啶类离子液体、噻唑类离子液体、三氮唑类离子液体、吡咯啉类离子液体、噻唑啉类离子液体和苯并三氮唑类离子液体；优选地，所述离子液体为四甲基胍乳酸盐离子液体、乙醇胺乳酸盐离子液体、1-(1-氨基丙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体或三乙基氨乳酸盐离子液体。在以上烟气脱硫的工艺方法中，所述离子液体溶液中离子液体的含量范围优选为50wt.％～99wt.％，更优选为70wt.％～95wt.％。此处的离子液体溶液是指解吸前的离子液体溶液和解吸后再生离子液体所配制成的离子液体溶液，其中，解吸后再生离子液体所配制成的离子液体溶液中离子液体的含量可以与解吸前离子液体溶液中离子液体的含量相同，也可以不同。在以上烟气脱硫的工艺方法中，所述离子液体溶液的溶剂包括水、乙醇、乙二醇、丙酮和甲醇；所述溶剂优选为水。在以上烟气脱硫的工艺方法中，所述离子液体溶液体积流量与烟气体积流量之比优选为1∶10～1∶1000，更优选为1∶50～1∶500。本专利技术与现有技术相比至少具有以下有益效果：本专利技术采用离子液体溶液作为吸收剂，其与传统的SO2吸收剂相比，至少具有如下优点：没有蒸汽压，离子液体溶液容易回收重复利用；利用离子液体的结构可调性可以设计出具有吸收SO2能力的离子液体；被吸收的SO2容易释放出来，这样不但不产生二次污染，还可以实现SO2的资源化。-->另外，离子液体吸收SO2后，离子液体溶液的黏度大大上升，影响离子液体的运输和分散，进而影响离子液体对SO2的吸收效果。本专利技术向离子液体中加入溶剂，大大降低了离子液体的黏度，从而解决离子液体的运输和分散的问题。本专利技术所使用的溶剂优选为水，采用水作溶剂，价格便宜，且不会产生二次污染。以下将对本专利技术的脱硫工艺方法作更详细的描述：本专利技术提供的烟气脱硫工艺方法的原理是：使用含有少量溶剂的功能化离子液体溶液作为吸收剂，在不同的条件下，通过各种吸收塔来吸收烟气中的SO2，以降低烟气中SO2的浓度；吸收SO2后的离子液体溶液，在加热和/或减压的情况下，使SO2脱附(或解吸)出来，达到SO2的富集和离子液体的再生。本专利技术提供的烟气脱硫工艺方法中所使用的离子液体，具体包括胍盐类离子液体、醇胺类离子液体、咪唑类离子液体、季铵盐类离子液体、季膦盐类离子液体、吡啶类离子液体、噻唑类离子液体、三氮唑类离子液体、吡咯啉类离子液体、噻唑啉类离子液体和苯并三氮唑类离子液体等；本专利技术的实施例中列出4种离子液体的应用实例，其他离子液体与这4种离子液体的应用原理相同；所使用的离子液体溶液中离子液体的含量为50wt.％～99wt.％；吸收条件为压力0.09～5.0MPa，温度0～200℃；吸收塔类型包括填料塔、板式塔及组合型吸收塔；脱附的温度为40～300℃，真空度为0.00001～0.1MPa。根据本专利技术的一个实施方式，本专利技术提供的脱硫的工艺流程及操作方法如下：如图1所示，经过预处理温度在0～200℃之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气脱硫的工艺方法，该方法包括使离子液体溶液与烟气相接触，以吸收烟气中ＳＯ↓［２］的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种烟气脱硫的工艺方法，该方法包括使离子液体溶液与烟气相接触，以吸收烟气中SO2的步骤。2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述方法还包括使吸收SO2后未达到饱和的离子液体溶液重新与烟气接触，以再吸收烟气中SO2的步骤。3.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述方法还包括将吸收SO2后的离子液体溶液解吸除去SO2之后，重新与烟气相接触，以再吸收烟气中SO2的步骤。4.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)使离子液体溶液与烟气在吸收塔中相接触，以吸收烟气中的SO2；(2)将步骤(1)中吸收SO2之后的离子液体溶液送入解吸塔中，以解吸除去其中的SO2，得到再生离子液体；(3)将步骤(2)中得到的再生离子液体配制成离子液体溶液，使其重新与烟气相接触，以再吸收烟气中的SO2。5.根据权利要求4所述的工艺方法，其特征在于，吸收或再吸收烟气中SO2的条件优选为温度0～200℃，压力0.09～5.0MPa；更优选为温度40～150℃，压力0.1～1.0MPa。6.根据权利要求4所述的工艺方法，其特征在于，解吸除去SO2的条件优选为温...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴卫泽，任树行，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11