[发明专利]从气体物流中捕集二氧化硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从原料气体物流中捕集二氧化硫(SO₂)的方法。本发明特别涉及适用于从原料气体物流中选择性捕集二氧化硫(SO₂)的方法，更特别涉及从气体物流中脱除SO₂但不同时从气体物流中脱除CO₂的方法。

背景技术

已知SO₂比原料气体物流中的许多其它组分更易于溶于水。例如，在1.013bar和0℃下测量，SO₂在水中的溶解度为228g/L，而二氧化碳和硫化氢在水中的溶解度分别为3.369g/L和7.100g/L。

SO₂在许多其它纯溶剂中的溶解度也被广泛研究。例如参见Fogg和Gerrard于1991年对文献中SO₂溶解度数据的总结(Solubility of Gases in Liquids,John Wiley and Sons,Chiches ter,U.K.)。

可以应用可再生吸收剂从原料气体物流中脱除SO₂。通常，将包含吸收剂的贫含水介质暴露于含SO₂的原料气体物流，和然后SO₂被介质吸收产生贫SO₂的气体物流和废吸收介质。通常通过应用原位产生的蒸汽进行气体气提而实现从废吸收介质中脱除(回收)所吸收的SO₂,以使含水介质再生和提供气体SO₂。

可以应用胺基吸收剂进行SO₂脱除。例如参见US 5019361，其中公开了包含二胺的水溶性半盐的含水吸收介质的应用。US 7214358公开了包含二胺的水溶性半盐和高浓度热稳定性盐(HSS)的含水吸收介质的应用。物理溶剂也可以用作SO₂吸收剂。

商购的可蒸汽再生SO₂捕集技术包括依赖于化学溶剂或物理溶剂如Cansolv DS^TM(含胺基吸收剂的化学溶剂)、Labsorb^TM(含无机吸收剂的化学溶剂)、Claus Master^TM(无水物理溶剂)和海水工艺(化学溶剂)的那些。

也公开了这些溶剂的组合物的应用。

印度专利申请No.2381/DEL/2006描述了一种应用包含化学和物理溶剂的溶剂共混物脱除SO₂的方法。

US 20130039829描述了一种应用含二胺和弱有机酸如甲酸的可再生二胺吸收剂从气体物流中捕集二氧化硫的方法。

在SO₂脱除方法中再生吸收介质所需要的能量、特别是从吸收介质中气提出所吸收的SO₂所需要的能量，占从原料气中脱除SO₂的操作成本的较大部分。例如，现有SO₂捕集技术的净现值在很大程度上取决于蒸汽成本。因此，对于从气体物流中脱除SO₂的方法来说，存在降低再生能耗的需求。

发明内容

本发明涉及一种从原料气体物流中脱除二氧化硫的方法，所述方法包括：

(i)使原料气体物流与含水的贫吸收介质接触，以吸收二氧化硫和形成贫含二氧化硫的处理后气体物流和废吸收介质；

其中所述含水的贫吸收介质包含：

(a)包含可再生吸收剂的化学溶剂；

(b)物理溶剂；和

(c)一种或多种热稳定性盐；

其中所述可再生吸收剂为胺，优选为单胺、二胺、多胺或它们的混合物，最优选为二胺；

其中在贫吸收介质中物理溶剂的重量百分比与可再生吸收剂的重量百分比的比为0.5-2.5，优选为1.1-2.2；

其中在贫吸收介质中热稳定性盐的重量百分比与可再生吸收剂的重量百分比的比为0.29-0.37,优选为0.31-0.34；和

其中贫吸收介质的pH为6或更小，优选为5.6或更小，更优选为4.5-5.6，甚至更优选为5.2-5.6。

应用本发明方法SO₂可以被选择性脱除，也就是说，从气体中脱除SO₂，而CO₂和其它组分不会或者很难气体中脱除。另外，在步骤(i)中吸收介质以单个液相存在。不发生液-液相分离。