[发明专利]一种吸收分离工业气体中SO2的离子溶剂

说明书

技术领域:

本发明属于气体净化技术领域，涉及工业气中含有SO₂的净化，具体地说是一种吸收分离工业气体中SO₂的离子溶剂。

背景技术:

我国是煤炭生产和消费大国，以煤为主的能源结构给我国带来了严重的环境污染，特别是SO₂的排放使我国成为酸雨多发国家。据统计我国SO₂年均浓度达到国家二级标准(0.06mg/m³)的城市占74.3%，超过国家三级标准(0.10mg/m³)的城市占统计城市的9.1%，出现酸雨的城市298个(占统计城市的56.5%)。SO₂污染的近程影响是严重危害居民身体、畜牧业、农业及城市建筑设施，远程影响是形成酸雨，涉及千里外的地区，造成的直接经济损失已超过上千亿元，这已成为制约社会经济发展的重要因素之一，所以对SO₂的排放进行有效治理至关重要。

烟气脱硫是控制SO₂污染的主要技术手段。国外烟气脱硫技术研究始于19世纪50年代。20世纪60年代以来，美国、德国、日本等国开始了对烟气脱硫技术的大规模研究开发与应用，目前运行的烟气脱硫技术，大多数是传统的脱硫技术：湿法脱硫技术、半干法脱硫技术和干法脱硫技术。其中湿法脱硫最为成熟，应用最广，但也存在较多缺陷，如腐蚀，它直接影响系统能否安全稳定地运行。干法、半干法烟气脱硫技术具有投资省、占地少等优点，缺点是反应速度慢，脱硫率低，吸收剂利用率低，磨损、结垢现象比较严重，在设备维护方面难度较大，设备运行的稳定性、可靠性不高，且寿命较短等。

近年来，离子液体作为一种新型的绿色溶剂被应用到烟道气脱硫研究，具有广泛的发展前景。申请号为200510069406.6，200810025024.7和200910116567.4等中国专利中分别合成了醇胺羧酸盐离子液体，二元羧酸类离子液体，环胺类离子液体用于SO₂的吸收。然而，目前这些功能化离子液体合成复杂，成本高，同时粘度都比较大，在吸收过程中传质速率慢，限制了其工业化应用。

针对目前离子液体吸收SO₂存在的问题，本发明提出利用咪唑衍生物和常规离子液体复配，形成新型的离子溶剂用于SO₂的吸收，该离子溶剂吸收量大，粘度低，可以循环利用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种吸收分离工业气体中SO₂的离子溶剂。

本发明所述的吸收SO₂离子溶剂为咪唑衍生物和常规离子液体复配形成的体系。

本发明所述的离子溶剂，其中离子液体质量分数范围为：10%~60%。

本发明所述的咪唑衍生物，其结构通式如下：

其中，R₁为H原子，CH₃或C₂H₅；R₂为H原子，C_nH_2n+1(n为整数，1≤n≤8)。

本发明所述的常规离子液体阴离子为BF₄^-，PF₆^-，NTf₂^-，NO₃^-，HSO₃^-，HSO₄^-，H₂PO₄^-，Cl^-，Br^-，I^-，SCN^-等；阳离子结构通式如下：

其中，R₁为H原子，CH₃或C₂H₅；R₂为C_nH_2n+1(n为整数，1≤n≤8)；R₃为C_nH_2n+1(n为整数，1≤n≤4)；

本发明所述的离子溶剂，吸收温度为：10~60℃，吸收压力：0.1~3.0MPa；再生条件：70~150℃，0.01~1.0Mpa；再生后的吸收剂可以循环使用。