[发明专利]一种高效捕集分离H2

说明书

本发明提供了一种高效捕集分离H₂S和CO₂及资源化的方法，方法中采用铁基离子液体和助溶剂以重量比为200：(1～100)构成的脱硫脱碳剂。将含H₂S和CO₂的气体通入脱硫脱碳剂中，将H₂S转化为固体硫磺并同步吸收CO₂，分离硫磺，通过闪蒸从脱硫脱碳剂中分离回收CO₂，实现H₂S与CO₂的100％分离。整个净化处理过程不产生废气废水，克服了现有的水相湿法氧化脱硫工艺因水相中碱液反应对CO₂和H₂S选择性差、难以调控、易产生大量难处理高盐废水的二次污染问题。本发明对于构建天然气绿色净化工艺，处理高浓度CO₂与H₂S共存的生物质燃气、醇胺法解吸尾气、克劳斯加氢尾气以及酸性水汽提尾气等原料气具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于化工过程中气体净化领域和污染控制领域，尤其涉及一种新型脱硫脱碳剂，以及高效捕集分离H₂S和CO₂及资源化的方法。

背景技术

在当今的化石能源、可再生能源的原料气以及化工废气中的大多数气体都是含酸性气体体系，例如天然气、生物质燃气沼气中含有大量的CO₂、H₂S等酸性气体；同样水煤气、石油炼制的炼厂气及酸性水气体尾气的废气中也含有大量CO₂、H₂S等酸性气体。

上述气体中存在的CO₂、H₂S往往给这些气体的净化或使用带来困难。当气体在管路中流动时，由于水蒸气的存在，水与气体中的H₂S共同作用，加速了金属管道、阀门及流量计的腐蚀或堵塞。另外，能源气体中的H₂S燃烧后生成SO₂，它与燃烧产物中的水蒸气结合生成亚硫酸，使燃烧设备的低温部位金属表面产生腐蚀；利用能源气体发电时，气体中的H₂S、SO₂等含硫杂质严重腐蚀柴油机机件。而CO₂作为一种温室气体，导致全球气候变化。近年来，世界各国出现了几百年来历史上最热的天气，厄尔尼诺现象也频繁发生，给各国造成了巨大经济损失。按现在的一些发展趋势，科学家预测有可能出现的影响和危害有：1)海平面上升，有关部门预计2100年将上升0.2m～ 1.65m。2)影响农业和自然生态系统。3)加剧洪涝、干旱及其他气象灾害。4)影响人类健康。5)气候变化，气温上升高达2℃，粮食的产量将会下降3％～17％，也会导致害虫增加 10％～13％。综上所述，H₂S和CO₂如果不加以脱除会严重破坏人类赖以生存的生活环境和身体健康。

目前，对于含H₂S和CO₂酸性气体的原料气，工业中多用湿法脱酸性气体。湿法脱酸性气体法分为湿法吸收和湿法氧化两大类。湿法吸收脱除酸性气体的主导工艺为以下过程：