[发明专利]一种膜吸收二氧化硫复合型捕集剂

说明书

技术领域

本发明涉及液气分离领域，特别是涉及烟气的脱硫领域，更为具体的说是涉及一种膜吸收二氧化硫复合型捕集剂。

 

背景技术

燃煤电厂、冶金行业等烟气中的SO₂是大气主要污染物之一，是酸雨的形成源。随着环境保护对大气污染物排放要求的日益提高,在烟气脱硫净化中,如何合理选用脱硫工艺,以较低投资和运行费用达到烟气脱硫后SO₂排放量符合国家排放标准的规定，是燃煤电厂、冶金行业等烟气脱硫健康发展的关键问题。因此，各种高性能SO₂吸收剂的开发是此领域研究的主题之一，近几年来，复合吸收剂由于其独特的性能已成为酸性气体吸收剂研究与开发的热门课题。

烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD）技术中,按脱硫剂的种类常见的方法有：以CaCO₃（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na₂SO₃为基础的钠法，以NH₃为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上90%以上的商业化烟气脱硫采用钙法脱硫技术，钙法分为湿法、干法和半干（半湿）法。湿法技术是采用含有吸收剂的溶液或浆液处理含硫烟气，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及造成二次污染等问题。干法技术是吸收过程和产物的处理均在无水状态下进行，该法具有无废酸污水排出、设备腐蚀较轻，烟气温度无明显降低、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。半干法技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物（如喷雾干燥法）的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。在化学吸收烟气脱硫中，吸收剂的性能从根本上决定了SO₂吸收操作的效率，因而对吸收剂的性能有很高的要求。对于烟气进行化学吸收SO₂的过程，为了强化传质过程，提高脱硫效率，降低设备的投资和运行费用，对脱硫装置和操作也必须具备一定的要求。

复合吸收剂兼容了单一吸收剂的优良性能，在吸收过程中可提供更高的传质推动力、更高的吸收容量、更高的吸收速率和再生速率。因此复合吸收剂具有更高的优良性能，在烟气脱硫领域已得到了广泛的关注和应用。

膜气体吸收技术（简称膜吸收）作为膜分离与溶剂吸收气体技术相结合的新型气体分离过程，采用膜接触器作为脱硫装置，其具有稳定的传质界面、高比表面积、高传质效率，能耗低，装置体积小，操作稳定和弹性大等优势；膜接触器中的微孔膜仅仅是气液两相之间的屏障，对气体的分离无选择性，吸收剂在分离过程中提供了高选择性和高驱动力。因此开发与膜材质相兼容的高性能吸收剂具有特别重要的意义。目前，用于膜接触器吸收SO₂复合吸收剂较少，吸收性能也需要提高。我们在膜吸收SO₂复合吸收剂方面做了大量实验研究工作，提出了新颖高效的复合吸收剂，目前在烟气净化SO₂领域未见使用和报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能用于膜接触器吸收的二氧化硫吸收剂。

具体的方案如下：

1、一种膜吸收二氧化硫复合型捕集剂，由柠檬酸盐和氨基酸盐的水溶液组成，所述柠檬酸盐与氨基酸盐的混合摩尔比为1：（0.5~2.5）。

2、所述氨基酸盐为β-丙氨酸盐或者甘氨酸盐中的任意一种或者两种的混合物。

3、所述氨基酸盐为钠盐或者是钾盐。

4、所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或者柠檬酸钾。

5、所述捕集剂为柠檬酸钠与β-丙氨酸钠的水溶液，或者为柠檬酸钠与β-丙氨酸钾的水溶液，或者为柠檬酸钾与β-丙氨酸钠的水溶液，或者为柠檬酸钾与β-丙氨酸钠的水溶液，或者为柠檬酸钠与甘氨酸钠的水溶液，或者为柠檬酸钠与甘氨酸钾的水溶液，或者为柠檬酸钾与甘氨酸钠的水溶液，或者为柠檬酸钾与甘氨酸钾的水溶液。

6、所述捕集剂中柠檬酸盐和氨基酸盐的总浓度为0.1~3.0mol/L。

7、所述捕集剂中柠檬酸盐与氨基酸盐的总浓度为0.5～2.0mol/L。

8、所述柠檬酸盐和氨基酸盐摩尔比为1：（1～1.5）。