專(zhuān)利名稱：一種低能耗可再生吸收劑脫除回收氣體中二氧化硫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用可再生吸收劑從混合氣體中脫除并回收二氧化硫(SO2)的方法。
背景技術(shù)：
SO2是我國(guó)大氣污染主要污染物，每年排放量在2000萬(wàn)噸以上，而其主要來(lái)源是冶 金、火電、熱電和化工等領(lǐng)域所產(chǎn)生的大量低濃度SO2煙氣，因此對(duì)煙氣中SO2治理是降低 SO2污染的主要措施。在現(xiàn)有的脫硫工藝中，利用吸收劑直接吸收脫除煙氣中SO2是最有效方法之一，按 照目前所用吸收劑不同，主要分為以下兩類(lèi)一類(lèi)為無(wú)機(jī)堿法，包括以石灰、石灰石為基礎(chǔ)的鈣法，以氧化鎂為基礎(chǔ)的鎂法，以 碳酸鈉為基礎(chǔ)的鈉法，以NH3為基礎(chǔ)的氨法等。用以上方法，雖能清除煙氣中的S02，但在使 用過(guò)程中，所用無(wú)機(jī)堿一般都需先經(jīng)過(guò)水化過(guò)程，且脫硫產(chǎn)物為達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)行氧化 處理，造成設(shè)備投資大、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高等問(wèn)題；同時(shí)吸收劑不能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，造成大量 的資源浪費(fèi)，脫硫產(chǎn)物附加值低，一般直接廢棄，易造成二次污染等問(wèn)題。如國(guó)內(nèi)專(zhuān)利《一種氧化鎂濕法煙氣脫硫及產(chǎn)物回收新工藝》(CN1481926A)中提出 采用從吸收塔內(nèi)提出濃漿，經(jīng)氧化生成硫酸鎂工藝，未涉及對(duì)煙氣脫硫吸收和吸收液再生 工藝的改進(jìn)，造成資源浪費(fèi)及副產(chǎn)物的二次污染。而在專(zhuān)利《外部再生循環(huán)亞硫酸鎂法煙氣 或廢氣的脫硫工藝》(CN101607173A)中，利用氧化鎂與亞硫酸氫鎂通過(guò)外部循環(huán)再生得到 亞硫酸鎂進(jìn)行煙氣脫硫，但此方法依然需不斷補(bǔ)充氧化鎂，同時(shí)生成的亞硫酸氫鎂量會(huì)越 來(lái)越多，未能真正實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用吸收劑，且最終產(chǎn)物也不得不作為固體廢棄物拋棄，同樣存 在資源浪費(fèi)及二次污染問(wèn)題。另一類(lèi)為有機(jī)堿法，通常利用有機(jī)胺及其鹽為吸收劑，清除煙氣中的SO2,此法以 加拿大的Cansolv公司采用技術(shù)為代表。但是由于有機(jī)胺價(jià)格昂貴，所以采用該法投資較 大，同時(shí)有機(jī)胺對(duì)SO2吸收的克分子數(shù)較大，雖然吸收劑能夠循環(huán)利用，但需要消耗大量蒸 汽，一般1噸SO2的蒸汽耗量大于10噸。另外有機(jī)胺吸收劑在吸收SO2中，與混合氣直接接 觸，氣體排出同時(shí)會(huì)帶走部分有機(jī)胺，造成有機(jī)胺損失；同時(shí)氣體中的氧氣與有機(jī)胺鹽反應(yīng) 生成熱穩(wěn)定鹽，由于熱穩(wěn)定鹽的存在，降低了吸收劑對(duì)SO2的吸收效果，造成有機(jī)胺在使用 過(guò)程中的消耗問(wèn)題。而本發(fā)明提供的吸收SO2S法，結(jié)合了現(xiàn)有脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，避免了無(wú)機(jī)堿中吸收 劑無(wú)法循環(huán)利用，造成資源浪費(fèi)及脫硫產(chǎn)物污染問(wèn)題，省去原工藝中無(wú)機(jī)堿的水化和脫硫 產(chǎn)物氧化過(guò)程，降低了設(shè)備投資；同時(shí)彌補(bǔ)了有機(jī)堿法中有機(jī)胺消耗及吸收劑循環(huán)過(guò)程中 能耗較大問(wèn)題。該方法使用的吸收劑，吸收能力大，能耗低，吸收劑穩(wěn)定并能夠循環(huán)利用且 能夠回收高濃度SO2氣體，不產(chǎn)生固體廢棄物，投資成本低，較好解決了現(xiàn)有SO2脫除技術(shù)的 缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用吸收劑介質(zhì)從含有SO2氣體中吸收S02，并能夠使吸收劑再 生循環(huán)使用的方法，該方法主要步驟為(1)使含有SO2的混合氣體與吸收劑A接觸，從該混合氣體中吸收SO2,形成符合 SO2濃度排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體和溶液B。其中，吸收劑A含有無(wú)機(jī)堿和/或其復(fù)鹽和/或亞硫酸鹽、和抗氧化劑。吸收劑A中無(wú)機(jī)堿符合分子式M(OH)x，其中M為金屬元素，χ為M的價(jià)態(tài)。所述無(wú)機(jī) 堿能夠生成可溶性或微溶性亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽。其中所述堿為，例如Mg(0H)2、Al (OH)3> Mn (OH) 2、Zn (OH) 2、Cu (OH) 2、Fe (OH) 2、Fe(OH)3等；復(fù)鹽主要為以上無(wú)機(jī)堿的硫酸鹽及亞硫 酸，例如堿式亞硫酸鎂、堿式硫酸鎂、堿式亞硫酸鋅、堿式亞硫酸鋁等；由于在下文步驟 (2)中，堿式硫酸鹽會(huì)與有機(jī)胺生產(chǎn)穩(wěn)定的有機(jī)胺硫酸鹽，因此復(fù)鹽成分優(yōu)選為堿式亞硫酸 鹽；亞硫酸鹽主要為以上無(wú)機(jī)堿中所含金屬元素的亞硫酸鹽，例如MgS03、Zn S03、Cu S03、 Al2 (SO3) 3。以上所述各種無(wú)機(jī)堿、其復(fù)鹽及亞硫酸鹽僅為舉例，但所含無(wú)機(jī)堿、其復(fù)鹽及亞 硫酸鹽包含但不僅限于以上內(nèi)容。配方中所含無(wú)機(jī)堿、其復(fù)鹽及亞硫酸鹽可以是單一的組分，也可以是兩種或兩種 以上成分的組合。吸收劑A中含有的抗氧化劑為芳香胺類(lèi)、酚類(lèi)、醌類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)及其衍生物，或硫 磺及硫代硫酸鹽；芳香胺類(lèi)如二苯胺、對(duì)苯二胺、二氫喹啉等；酚類(lèi)如對(duì)苯二酚等；醌類(lèi)如 2，6_叔丁基-4-甲基苯酚蒽醌、2-甲基蒽醌等；醇類(lèi)如乙醇、雙十二碳醇酯、雙十四碳醇 酯和雙十八碳醇酯等；醚類(lèi)如對(duì)羥基苯甲醚、雙(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚乙二醇 醚等；硫代硫酸鹽如硫代硫酸鈉、硫代硫酸鎂等；優(yōu)選為苯二酚、2-甲基蒽醌、對(duì)羥基苯甲 醚、硫代硫酸鹽等。其作用是防止吸收劑吸收SO2后得到的亞硫酸鹽及亞硫酸氫鹽被氣體 中的氧氣氧化為穩(wěn)定的硫酸鹽，阻礙吸收劑的再生。以上所述各種抗氧化劑僅為舉例，但所 含抗氧化劑包含但不僅限于以上內(nèi)容。配方中所含抗氧化劑可以是單一的組分，也可以是兩種或兩種以上抗氧化劑的組
I=I O在吸收劑A中，還可含有有機(jī)胺，所述有機(jī)胺是在下文的步驟⑵中，得到再生吸 收劑A時(shí)，殘留在再生吸收劑A中的有機(jī)胺。吸收劑A中還含有水。具體地，吸收劑A含有10% 30%質(zhì)量的無(wú)機(jī)堿、其復(fù)鹽及亞硫酸鹽或兩者及兩 者以上混合物；0. 0 0. 2%質(zhì)量的抗氧化劑；吸收劑A的溶劑為水；各組分之和為100質(zhì)量％。步驟⑴優(yōu)選在10 70°C溫度下進(jìn)行，更優(yōu)選地為20 60°C，最優(yōu)選為30 50 "C。步驟(1)中，吸收劑與SO2的質(zhì)量比為200 500g吸收劑吸收IOOg SO2的質(zhì)量， 優(yōu)選為200 400g吸收劑吸收IOOg SO2的質(zhì)量。吸收劑A吸收氣體中的SO2后，生成含有SO2的溶液B，隨著溶液B中SO2含量的增 力口，PH值會(huì)隨之降低，為增加溶液B中SO2含量，生成B溶液最終pH值為2. 0 4. 0之間。SO2濃度排放標(biāo)準(zhǔn)為符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定的各行業(yè)相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。
溶液B中的主要成分是吸收劑A中所含無(wú)機(jī)堿、其復(fù)鹽及亞硫酸鹽吸收SO2后轉(zhuǎn)化 為的亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽及其氧化得到的硫酸鹽混合物，其中以亞硫酸氫鹽為主要成分。 機(jī)理反應(yīng)式如下S02+H20 — H2SO3H2SO3 ——> H+ + HSO;HSO;——> H+ + SOl-Mx++x/2SO^~ ——>M(SO,)x/2χ/2SO^~ +M(SOi) x/2+xH+ ——> M (HSO3)xM (SO3) x/2+x/402 — M (SO4) x/2M (HSO3) x+x/202 — M (SO4) x/2+x/2H2S04yM (SO3) x/2 · M (OH) x+x/2S02 — (y+1) M (SO3) x/2+x/2H20(2)使吸收后的溶液B與吸收劑C在反應(yīng)器中混合反應(yīng)，使混合液pH值控制在 4. 0 9. 0，優(yōu)選為5. 0 7. 5，將SO2從溶液B中分離出來(lái)，轉(zhuǎn)移到吸收劑C中，通過(guò)分離洗 滌，得到固體不溶物及溶液D，固體不溶物成分是原吸收劑A中的無(wú)機(jī)堿、其復(fù)鹽及亞硫酸 鹽的混合物，按照原吸收劑A中無(wú)機(jī)堿、其復(fù)鹽及亞硫酸鹽濃度，按比例與水配制成再生吸 收劑A。溶液D的主要成分是吸收劑C中所含有機(jī)胺與溶液中的SO2反應(yīng)生成的有機(jī)胺的 亞硫酸及亞硫酸氫鹽。步驟⑵的反應(yīng)溫度為20 70°C，優(yōu)選為30 60°C，最優(yōu)選為45 50°C。有機(jī)胺以伯胺為例，具體反應(yīng)機(jī)理如下
M(HSO3)x + XRNH2 + XH2O — M(OH)x i +xRNH； + xHSO~
M(HSO3)x + IxRNH2 + χH2O — M(OH)x i +2xRNH； + xS02f
M(SO2)xl2 + χHRNH2 + XH2O — M(OH)x i +x/2RNH； +x/2HSO~
M(SO3)xn + XRNH2 + XH2O — M(OH)x i +xRNH； +x!2SO]~
M(SOa)x12 + XRNH1 + XH2O — M(OH)x i +xRNH； +x/2S02A~
M(SO4)xn +XllRNH2 + XH2O M(OH)x i +x/2RNH； +x/2HSO；溶液B與吸收劑C反應(yīng)后，溶液B中40 70%以上的SO2轉(zhuǎn)移到吸收劑C中。吸收劑C含有30% 98%質(zhì)量的有機(jī)胺，優(yōu)選為35 85%質(zhì)量的有機(jī)胺；0.0 0.2%質(zhì)量抗氧化劑，優(yōu)選為0. 05 0. 15%質(zhì)量抗氧化劑；吸收劑C的溶劑為水；各組分之 和為100質(zhì)量％。吸收劑C中，有機(jī)胺可為脂肪胺、芳香胺、雜環(huán)胺，包括伯胺、仲胺、叔胺及其各自 衍生物，其能夠利用有機(jī)胺的堿性實(shí)現(xiàn)與無(wú)機(jī)堿及其復(fù)鹽中SO2的交換。具體而言，所述有 機(jī)胺中，脂肪胺包括乙二胺、羥乙基乙二胺、N，N，，N，_(三甲基)-N-(2-羥乙基)-乙二胺；N，N，，N，，N，-四(2-羥乙基)-乙二胺，N，N，- 二甲基-N，N，-雙(2-羥乙基)-乙二胺， N，N’，N’，N’ -四(2-羥乙基)-1，3- 二氨基丙烷，四甲基丙二胺、N，N- 二甲基乙醇胺、二乙 醇胺、三乙醇胺、雙氰胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺等及其衍生物； 芳香胺包括如重氮氨基苯、鄰乙基苯胺，間苯二胺、N，N’ - 二甲基苯胺、二甲代苯胺等及其 衍生物；雜環(huán)胺包括如吡啶、4-甲基吡啶、咪唑、2-甲基咪唑、嗎啉、喹啉、1，4_二氮雜二環(huán) [2. 2. 2]辛烷、哌嗪、羥乙基哌嗪、氨乙基哌嗪、N，N’ - 二甲基哌嗪、N-(2-羥乙基)哌嗪、N， N-雙(2-羥乙基)哌嗪等及其衍生物。優(yōu)選為四甲基丙二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、 重氮氨基苯、N，N’ -二甲基苯胺、吡啶、咪唑、4-甲基喹啉、哌嗪、羥乙基哌嗪、N，N’ - 二甲基 哌嗪、氨乙基哌嗪、N-(2-羥乙基)哌嗪、N，N’ -雙(2-羥乙基)哌嗪等或其衍生物。以上 所述各種有機(jī)胺僅為舉例，但所含有機(jī)胺包含但不僅限于以上內(nèi)容。吸收劑C中所含有機(jī)胺可以是單一的組分，也可以是兩種或兩種以上有機(jī)胺的組
I=I O吸收劑C中含有的抗氧化劑為芳香胺類(lèi)、酚類(lèi)、醌類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)及其衍生物，或硫 磺及硫代硫酸鹽；芳香胺類(lèi)如二苯胺、對(duì)苯二胺、二氫喹啉等；酚類(lèi)如對(duì)苯二酚等；醌類(lèi) 如2，6_三級(jí)丁基-4-甲基苯酚蒽醌、2-甲基蒽醌等；醇類(lèi)如乙醇、雙十二碳醇酯、雙十四 碳醇酯和雙十八碳醇酯等；醚類(lèi)如對(duì)羥基苯甲醚、雙(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚 乙二醇醚等；硫代硫酸鹽如硫代硫酸鈉、硫代硫酸鎂等；優(yōu)選為苯二酚、2-甲基蒽醌、對(duì) 羥基苯甲醚、硫代硫酸鹽等。其作用是防止吸收劑吸收SO2后得到的亞硫酸鹽及亞硫酸氫 鹽被氣體中的氧氣氧化為穩(wěn)定的硫酸鹽，阻礙吸收劑的再生。其可與步驟(1)所用的抗氧 化劑相同或不同。以上所述各種抗氧化劑僅為舉例，但所含抗氧化劑包含但不僅限于以上 內(nèi)容。配方中所含抗氧化劑可以是單一的組分，也可以是兩種或兩種以上抗氧化劑的組
I=I O在吸收劑C中，還可含有有機(jī)胺絡(luò)合物，所述有機(jī)胺絡(luò)合物是在下文的步驟(3) 中，得到再生吸收劑C時(shí)，有機(jī)胺與吸收劑B中所含金屬離子生成的絡(luò)合物。(3)根據(jù)吸收劑C中有機(jī)胺與溶液中SO2反應(yīng)生成的不穩(wěn)定鹽的分解溫度，將(2) 中得到的吸收液D在解吸裝置中進(jìn)行解吸，將氣態(tài)SO2從D溶液中解吸出，得到高純度SO2 氣體及再生吸收劑C。解吸過(guò)程中，可利用蒸汽汽提，或惰性氣體穿過(guò)吸收液D汽提，或通過(guò)薄膜蒸發(fā)器 對(duì)溶液D解吸，或通過(guò)霧化蒸發(fā)解吸等方法對(duì)溶液D進(jìn)行解吸，以上方法可以在常壓也可在 負(fù)壓下進(jìn)行，使溶液中的不穩(wěn)定鹽分解，解吸出SO2氣體。解吸期間，胺鹽恢復(fù)到其堿的形 式，使溶液中以亞硫酸鹽及亞硫酸氫鹽存在的SO2作為氣態(tài)SO2從溶液D中解吸出來(lái)。并且 在解吸過(guò)程中溶液的PH值通常升高，隨著溶液D中pH值升高，SO2解吸出的難度亦增加，解 吸后得到的再生吸收劑C的pH值應(yīng)在6. 0 9. 5之間，優(yōu)選為6. 8 7. 5，同時(shí)為保證再生 吸收劑C與溶液B反應(yīng)時(shí)對(duì)SO2的吸收能力，要求得到的再生吸收劑C中所含有的SO2含量 低于20%以下。同時(shí)其中經(jīng)氧化生成的穩(wěn)定鹽的含量也應(yīng)控制在2%以下。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的方法吸收SO2，投資低，使用過(guò)程中運(yùn)行成本低，能 耗低，無(wú)二次污染。本發(fā)明的方法與MgO法比較，不需前期水化過(guò)程，同時(shí)脫硫產(chǎn)物也不需氧化，減少了設(shè)備投資，并且在吸收過(guò)程中，不單以Mg(OH)2為吸收劑，而是以無(wú)機(jī)堿及其復(fù)鹽或兩種 混合物為吸收劑。在本發(fā)明的方法中，無(wú)機(jī)堿及其復(fù)鹽或兩種混合物吸收SO2后生成M(SO3) x/2和M (HSO3)x，M(SO3)x72和M(HSO3)x通過(guò)與有機(jī)胺進(jìn)行反應(yīng)，得到再生的M(OH)x及其復(fù)鹽 吸收劑，直接循環(huán)用于吸收SO2，實(shí)現(xiàn)吸收劑的循環(huán)再生，且再生時(shí)與有機(jī)胺的反應(yīng)溫度為 20 70V。而現(xiàn)有的MgO工藝中，一般將得到的MgSO3產(chǎn)物氧化為MgSO4, MgSO4附加值較 低，一般直接廢棄，容易形成二次污染；或者將MgSO3和Mg (HSO3) 2加熱800°C以上分解得到 再生MgO，實(shí)現(xiàn)吸收劑再生。與本方法比較，吸收劑再生能耗較大，且在高溫再生時(shí)，部分 MgO會(huì)失活，造成吸收劑損失。其次，與有機(jī)胺吸收技術(shù)比較，現(xiàn)有的有機(jī)胺吸收技術(shù)利用有機(jī)胺直接混合氣接 觸，吸收其中的氣態(tài)so2。在實(shí)際應(yīng)用中，由于混合氣中O2將有機(jī)胺的亞硫酸鹽氧化為穩(wěn) 定的有機(jī)胺硫酸鹽，從而降低了有機(jī)胺對(duì)SO2的吸收效率，造成有機(jī)胺的損耗，且凈化后的 氣體會(huì)帶出部分有機(jī)胺，也造成有機(jī)胺損失，因此運(yùn)行過(guò)程中，費(fèi)用較高。而本方法是利用 有機(jī)胺與M(SO3)x/2和M(HSO3)x溶液中的SO2反應(yīng)，將溶液中的SO2轉(zhuǎn)移到有機(jī)胺中，避免了 與氣體直接接觸，而后再通過(guò)解吸得到高純度SO2和再生有機(jī)胺吸收劑，整個(gè)過(guò)程為密閉空 間，減少了有機(jī)胺的氧化及損失等問(wèn)題。在解吸過(guò)程中，由于可采用多種解吸方式，解決了 原方法解吸時(shí)消耗大量蒸汽，能耗較高的問(wèn)題。


附圖1本發(fā)明的氣體脫硫工藝簡(jiǎn)化流程圖 具體實(shí)施例下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但其目的不是限制本發(fā)明的應(yīng)用范圍。實(shí)施例1某一 20t/h鏈條爐鍋爐排煙，氣體中SO2含量為2000 5000ppm，溫度為150°C。 從其中引出一部分煙氣進(jìn)入吸收塔后，先經(jīng)過(guò)噴淋洗滌，除去其中粉塵和SO3并降溫，然后 進(jìn)入吸收段，煙氣中的SO2被吸收劑A吸收，氣體從吸收塔頂端排出，吸收SO2后溶液B的PH 值為2. 5 2. 8，而后進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，添加吸收劑C至pH值5. 5 6. 0，反應(yīng)溫度50°C，而后 經(jīng)過(guò)洗滌分離，得到沉淀物和溶液D，沉淀物為再生的吸收劑A，以原吸收劑A中無(wú)機(jī)堿及復(fù) 鹽濃度與水經(jīng)乳漿泵打漿后，進(jìn)入吸收塔循環(huán)利用，將溶液D引入解吸裝置中，經(jīng)蒸汽解吸 得到SO2氣體和再生吸收劑C，將pH值為6. 8 7. 0再生吸收劑C進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)利用。吸收劑漿液A成分為20質(zhì)量％的Mg(0H)2，0. 2質(zhì)量％硫代硫酸鎂，其余為水；吸收劑C成分為80質(zhì)量％四乙烯五胺，0.2質(zhì)量％硫代硫酸鎂，其余為水；其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下 實(shí)施例2如實(shí)施例1中條件，區(qū)別在于吸收劑A成分為10質(zhì)量％1%(0!1)2，5質(zhì)量％堿式亞硫酸鎂，0.1質(zhì)量％硫磺，其 余為水；吸收劑C成分為80質(zhì)量％四乙烯五胺，0.2質(zhì)量％硫代硫酸鎂，其余為水；其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下 實(shí)施例3如實(shí)施例1中條件，區(qū)別在于吸收劑漿液A成分為15質(zhì)量％ WMg (OH)2, 5質(zhì)量％ WMgSO3,0. 15質(zhì)量％對(duì)苯二 胺，其余為水；吸收劑C成分為50質(zhì)量％三乙烯四胺，10質(zhì)量％羥乙基乙二胺，0. 1質(zhì)量％硫 磺，其余為水；其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下 實(shí)施例4如實(shí)施例1中條件，區(qū)別在于吸收劑A成分為15質(zhì)量％ A1(0H)3，0. 1質(zhì)量％硫磺，0.05質(zhì)量％乙醇，0. 2質(zhì)
量％雙十四碳醇酯其余為水；吸收劑C成分為70質(zhì)量％三乙烯四胺，10質(zhì)量％N，N，_ 二甲基苯胺，0. 1質(zhì)量％ 雙十二碳醇酯，其余為水；吸收SO2后溶液B的pH值為2. 0 2. 5 ；其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下 實(shí)施例5如實(shí)施例1中條件，區(qū)別在于吸收劑A成分為12% Mn(OH)2,0. 1質(zhì)量％對(duì)苯二酚，其余為水；吸收劑C成分為30質(zhì)量％鄰乙基苯胺，20質(zhì)量％間苯二胺，10質(zhì)量％二甲代苯 胺，0. 1質(zhì)量％二苯胺，其余為水；其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下 實(shí)施例6如實(shí)施例1中條件，區(qū)別在于吸收劑A成分為18% Zn(0H)2，0. 1質(zhì)量％雙(3，5_三級(jí)丁基_4_羥基苯基)硫 醚乙二醇醚，其余為水；吸收劑C成分為20質(zhì)量％ N，N，，N，，N，-四(2-羥乙基)_1，3_ 二氨基丙烷，10 質(zhì)量％雙氰胺，30質(zhì)量％四甲基丙二胺，0. 1質(zhì)量％ 2-甲基蒽醌，其余為水；溶液D采用低壓霧化蒸發(fā)方法進(jìn)行解吸，經(jīng)解吸后得到SO2氣體和再生吸收劑C， 再生吸收劑C控制pH值為6. 6 7. 0，再生性吸收劑C進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)利用。其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下 實(shí)施例7如實(shí)施例1中條件，區(qū)別在于吸收劑A成分為15% Zn (OH)2, 5%堿式亞硫酸鋅，0. 1質(zhì)量％ 2_甲基蒽醌，其余 為水；
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吸收劑C成分為35質(zhì)量％羥乙基乙二胺、15質(zhì)量％N，N，，N，-(三甲基)-N-(2-羥 乙基)-乙二胺，0. 1質(zhì)量％ 2，6-三級(jí)丁基-4-甲基苯酚蒽醌，其余為水；溶液D采用低壓霧化蒸發(fā)方法進(jìn)行解吸，經(jīng)解吸后得到SO2氣體和再生吸收劑C， 再生吸收劑C控制pH值為6. 6 7. 0，再生性吸收劑C進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)利用。其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下 實(shí)施例8某一冶煉廠燒結(jié)煙氣，氣體中SO2含量為7000 13000ppm，溫度為50 60°C。煙 氣進(jìn)入吸收塔后，煙氣中的SO2被吸收劑A漿液吸收，氣體從吸收塔頂端排出，吸收SO2后溶 液B的pH值為2. 5 2. 8，而后吸收劑B進(jìn)入反應(yīng)器，加入吸收劑C混合至pH值為6. 0 6. 5，經(jīng)洗滌分離，得到沉淀物為再生性吸收劑A，以30%質(zhì)量濃度與水經(jīng)乳漿泵打漿后，進(jìn) 入吸收塔循環(huán)利用，將吸收劑D引入薄膜蒸發(fā)器中，進(jìn)行氣提，得到SO2氣體和再生性吸收 劑C，控制再生性吸收劑C中pH值為7. 3 7. 8，而后再生性吸收劑C進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)利用。吸收劑漿液A成分為30質(zhì)量％堿式亞硫酸鎂，0. 1質(zhì)量％硫代硫酸鈉，0. 05%質(zhì) 量％硫磺，其余為水；吸收劑C成分為40質(zhì)量％N，N’ -雙(2-羥乙基)哌嗪，20質(zhì)量％氨乙基哌嗪， 0. 1質(zhì)量％硫代硫酸鈉，0. 05%質(zhì)量％硫磺，其余為水；其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下 實(shí)施例9如實(shí)施例8中條件，區(qū)別在于吸收劑A成分為15質(zhì)量％1%(0!1)2，5質(zhì)量％堿式亞硫酸鎂，0.1質(zhì)量％硫代硫酸 鈉，其余為水；吸收劑C成分為20質(zhì)量％羥乙基哌嗪，40質(zhì)量％ N-(2_羥乙基)哌嗪，0.05質(zhì) 量％二氫喹啉，其余為水；其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下 實(shí)施例10如實(shí)施例8中條件，區(qū)別在于吸收劑A成分為15質(zhì)量％々1(0!1)3，5質(zhì)量％堿式亞硫酸鋁，0.1質(zhì)量％硫代硫酸 鈉，其余為水；吸收劑C成分為15質(zhì)量％ 1，4_ 二氮雜二環(huán)[2.2.2]辛烷，40質(zhì)量％ N，N，- 二 甲基哌嗪，5質(zhì)量％ N, N-二甲基乙醇胺、0. 1質(zhì)量％硫代硫酸鈉，其余為水；其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下
處理氣量 m3/h氣體中SO2含量 ppm凈化后氣體SO2含量 ppmSO2去除率 %92797368999.0990391468799.05實(shí)施例11如實(shí)施例8中條件，區(qū)別在于吸收劑A成分為15質(zhì)量％211(0!1)2，5質(zhì)量％21^03，0. 1質(zhì)量％硫代硫酸鈉， 0. 05%質(zhì)量％硫磺，其余為水；吸收劑C成分為10質(zhì)量％羥乙基哌嗪，40質(zhì)量％ N-(2-羥乙基)哌嗪，，10質(zhì) 量％ 4-甲基吡啶，0. 1對(duì)羥基苯甲醚，其余為水；吸收SO2后溶液B的pH值為1.8 2.0，而后吸收劑B進(jìn)入反應(yīng)器，加入吸收劑C 混合至PH值為6.0 65，溶液D采用通過(guò)N2方法進(jìn)行氣提解吸，經(jīng)解吸后得到SO2氣體和再生吸收劑C，再 生吸收劑C控制pH值為6. 8 7. 0，再生性吸收劑C進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)利用。其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下
處理氣量 m3/h氣體中SO2含量 ppm凈化后氣體SO2含量 ppmSO2去除率 %1045121469899.19983109748699.21實(shí)施例12如實(shí)施例8中條件，區(qū)別在于
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吸收劑A成分為15質(zhì)量％ Mg(0H)2，5質(zhì)量％ Zn(OH)2,0. 1質(zhì)量％硫代硫酸鈉， 0. 05%質(zhì)量％硫磺，其余為水；吸收劑C成分為50質(zhì)量％ N，N，-雙(2-羥乙基)哌嗪，5質(zhì)量％ 2_甲基咪唑， 0. 1質(zhì)量％雙十八碳醇酯，0. 05%質(zhì)量％雙十二碳醇酯，其余為水；吸收SO2后溶液B的pH值為2.0 2. 5，而后吸收劑B進(jìn)入反應(yīng)器，加入吸收劑C 混合至PH值為6.0 65，溶液D采用通過(guò)N2方法進(jìn)行氣提解吸，經(jīng)解吸后得到SO2氣體和再生吸收劑C，再 生吸收劑C控制pH值為6. 8 7. 0，再生性吸收劑C進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)利用。其運(yùn)行數(shù)據(jù)如下
權(quán)利要求
一種利用吸收介質(zhì)從含有SO2混合氣體中吸收SO2并通過(guò)處理使吸收介質(zhì)循環(huán)再生的方法，該方法包括(1)使含有SO2的混合氣體與吸收劑A接觸，從該混合氣體中吸收SO2，形成符合SO2濃度排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體和溶液B；(2)將得到的溶液B與吸收劑C混合，使其中的SO2從B中轉(zhuǎn)移到吸收劑C中，通過(guò)分離洗滌，得到不溶物及溶液D；(3)將(2)中得到的不溶物與水配比后得到的再生吸收劑A，將該再生吸收劑A循環(huán)回到(1)中吸收氣體中的SO2；(4)將(2)中得到的溶液D進(jìn)行解吸，收集SO2氣體，同時(shí)得到再生吸收劑C；(5)將步驟(4)的再生吸收劑C循環(huán)到(2)步驟；其中，所述吸收劑A含有無(wú)機(jī)堿和/或其復(fù)鹽和/或亞硫酸鹽、以及抗氧化劑；所述吸收劑C含有有機(jī)胺和抗氧化劑。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中吸收劑A所述的無(wú)機(jī)堿符合分子式Μ(0Η)χ，其中 M為金屬元素，χ為M的價(jià)態(tài)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中吸收劑A中的無(wú)機(jī)堿為Mg(0H)2、Al(OH)3> Mn (OH)2, Zn (OH)2, Cu (OH)2, Fe (OH) 2和/或Fe (OH) 3等；所述復(fù)鹽為所述無(wú)機(jī)堿的硫酸鹽及 亞硫酸鹽；所述亞硫酸鹽為所述無(wú)機(jī)堿中所含金屬元素的亞硫酸鹽。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中吸收劑A的成分為10% 30%質(zhì)量的無(wú)機(jī)堿、 其復(fù)鹽及亞硫酸鹽或兩者及兩者以上混合物，0. 0 0. 2%質(zhì)量的抗氧化劑，以及水，各組 分之和為100質(zhì)量％。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，吸收劑A中抗氧化劑為芳香胺類(lèi)、酚 類(lèi)、醌類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)及其衍生物、硫磺或硫代硫酸鹽。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中吸收劑C所含的有機(jī)胺為脂肪胺、芳香胺或雜環(huán)胺。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中吸收劑C所含的有機(jī)胺為伯胺、仲胺、叔胺或其 各自衍生物。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中吸收劑C所含的有機(jī)胺為四甲基丙二胺、三乙烯 四胺、四乙烯五胺、重氮氨基苯、N，N’ - 二甲基苯胺、吡啶、咪唑、4-甲基喹啉、哌嗪、羥乙基 哌嗪、N，N’ - 二甲基哌嗪、氨乙基哌嗪、N-(2-羥乙基)哌嗪、N，N’ -雙(2-羥乙基)哌嗪 或其衍生物。
9.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中吸收劑C含有30% 98%質(zhì)量濃度的有機(jī)胺； 0. 0 0. 2%質(zhì)量濃度抗氧化劑；吸收劑C的溶劑為水；各組分之和為100質(zhì)量％。
10.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中吸收劑C所含抗氧化劑與吸收劑A中的相同或 不同，為芳香胺類(lèi)、酚類(lèi)、醌類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)或其衍生物、或硫磺或硫代硫酸鹽。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中溶液B中的主要成分是吸收劑A中所含無(wú)機(jī)堿或其 復(fù)鹽或兩者的混合物吸收SO2后轉(zhuǎn)化為的亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽及其氧化得到的硫酸鹽混 合物。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(2)中，控制混合液的PH值為 4. 0 9. 0，優(yōu)選為5. 0 7. 5。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)中的解吸采用如下方法蒸汽汽 提、惰性氣體穿過(guò)吸收液D汽提、薄膜蒸發(fā)器解吸、或霧化蒸發(fā)解吸。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)中解吸后得到再生吸收劑CWpH 值為5. 0 9. 5，優(yōu)選為6. 0 8. 0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可再生吸收劑從混合氣體中脫除并回收二氧化硫(SO2)的方法。其特征在于利用一種吸收劑與含有SO2的氣體接觸，去除其中的SO2，該吸收劑含有10～30％質(zhì)量濃度無(wú)機(jī)堿、其復(fù)鹽及亞硫酸鹽或兩者及兩者以上混合物、0.0～0.2％質(zhì)量濃度抗氧化劑、水；吸收SO2后，將含有SO2溶液與另一種有機(jī)胺吸收劑反應(yīng)，該有機(jī)胺吸收劑含有30％～98％質(zhì)量濃度的有機(jī)胺、0.0～0.2％質(zhì)量濃度抗氧化劑、水，將SO2轉(zhuǎn)移到有機(jī)胺吸收劑中，同時(shí)得到再生性吸收劑，循環(huán)用于去除氣流中的SO2；將得到的含有SO2的有機(jī)胺吸收劑通過(guò)解吸，得到高濃度SO2氣體及再生性有機(jī)胺吸收劑。該發(fā)明提出的SO2吸收回收方法，能夠?qū)崿F(xiàn)吸收劑的循環(huán)再生利用，使用過(guò)程中無(wú)二次污染，能耗低，運(yùn)行成本少。
文檔編號(hào)B01D53/50GK101920159SQ20101027808
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者于淑利, 劉宏新, 張和平, 張雅麗, 李麗霞, 杜漢權(quán), 趙磊, 邱明建, 陳朝暉 申請(qǐng)人:北京金源化學(xué)集團(tuán)有限公司