[发明专利]一种相变捕集SO2的吸收液

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤烟气中SO₂捕集、分离、回收技术，具体涉及一类新型的咪唑衍生物相变吸收液，属于节能减排及气体净化领域。

背景技术

随着我国工业化进程的不断加快，环境质量也不断恶化，环境问题逐渐成为了人们关注的焦点。近年来，我国部分地区酸雨、灰霾和光化学烟雾等区域性大气污染问题日益突出，严重威胁群众健康，影响环境安全。SO₂是形成酸雨和灰霾的重要前体物。目前，我国大气污染排放负荷巨大，SO₂排放量居世界首位，大气环境污染十分严重。《国家环境保护“十二五”规划》中规定，到2015年，主要污染物排放总量显著减少，SO₂排放量控制在2086.4万吨以内，比2010年削减8%，同时我国对烟气中SO₂的排放标准也越来越严格，将从2003年的400mg/m³降低为2011年的100mg/m³。因此开发出脱硫效率高、经济环保、适应性强的烟气脱硫工艺势在必行。

烟气脱硫是目前控制大气中二氧化硫排放浓度与总量最有效、应用最广范的脱硫技术。传统烟气脱硫包括钙法烟气脱硫法、双碱法、氧化镁法、氨吸收法和海水脱硫法等，但存在严重的环境污染问题，且很难工业化。新型烟气脱硫技术微生物法脱硫、尿素法、有机胺再生法、离子液体脱硫等。其中离子液体稳定性好、吸收量大、可重复使用，且利于SO₂的富集和资源化。但解吸条件苛刻，在高温下不易完全解吸，且解吸能耗高，不利于离子液体再生和循环使用。有机胺烟气脱硫脱硫效率高、吸收剂具有较好的稳定性和低起泡性。但高温解吸过程溶质易挥发并生成部分热稳定性盐，溶剂损失严重有效利用率不高。

Bara报道利用咪唑衍生物弱碱性上的氮原子吸收SO₂得到固体或液体产物，伴随着吸收产物的生成，导致吸收体系粘度变大，阻碍了吸收反应的进行，且解吸时需要将整个吸收体系加热到解吸温度，再生能耗高。咪唑类离子液体粘度大，不利于传质，且解吸条件苛刻，在高温下不易完全解吸，且解吸能耗高，不利于离子液体再生和循环使用。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术的不足，提供一种吸收性能优越且能有效降低解析能耗的新型烟气脱硫技术；即提供了一种相变吸收SO₂的吸收液，其由咪唑衍生物与有机溶剂组成，其中咪唑衍生物的含量为质量分数20-30%。

所述的咪唑衍生物为1-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-丙基-2-甲基咪唑、1-（2-甲氧基乙基）-咪唑、1-（2-甲氧基乙基）-4-甲基-咪唑、1-（2-（2-甲氧基乙氧基）乙基）-咪唑中的一种。

所述有机溶剂为醇类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂中的任意一种。

所述的醇类溶剂为丙醇、正丁醇、庚醇、乙二醇中的一种。

所述的醚类溶剂为乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚，聚乙二醇二甲醚中的一种。

所述的酮类溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺中的一种。

所述的酯类溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种。

所述吸收液以咪唑衍生物作为吸收剂，并溶于有机溶剂中可降低吸收液的粘度，从而促进SO₂吸收的传质过程，提高吸收速度。

本发明所述的（咪唑衍生物）溶于有机溶剂所组成的吸收液适用于工业燃煤烟气、冶金行业烟气、硫酸厂废气、轮船尾气、机动车尾气等不同浓度的SO₂气体捕集及净化分离。

有机溶剂与吸收剂互配形成吸收液，能有效地降低吸收液的粘度；有机溶液相变吸收SO₂后分为液液或液固两相，上相只含有机溶剂，下相为富集SO₂的溶液或固体。再生时只需将下相富含SO₂的富液或固相产物送入再生塔，减少了解吸时溶液的处理量，从而降低解吸能耗，上相中的有机溶剂回收可以循环吸收SO₂。因此，我们选用高沸点、低粘度的溶剂与接枝不同官能团的吸收剂互配，以期达到液液或液固分相的目的。这种相变吸收液吸收SO₂，具有分相速度快，再生能耗低，且不存在降解和腐蚀等问题，因此具有巨大的节能潜力，适宜于作为燃煤烟气中SO₂捕集的化学吸收剂。

本发明的优点如下：