[发明专利]一种氨基酸阴离子型功能化离子液体捕集一氧化氮及再生的工艺方法

说明书

本发明提供了一种氨基酸阴离子型功能化离子液体捕集NO及再生的工艺方法。该方法包括以氨基酸阴离子型离子液体作为吸收剂；在温度为20～60℃、NO体积浓度为0.05～2％下吸收烟气中的NO；采用闪蒸的方法在温度80～120℃、1～100kPa下实现离子液体再生及回收烟气中的NO。本方法可实现快速高效的吸收烟气中的NO，并实现吸收剂的再生及NO的资源化，同时本方法中所用的功能化离子液体具有无毒、环境友好的特点，可有效降低吸收剂对环境造成的污染。

技术领域

本发明属于烟气脱硝领域，涉及一种用氨基酸阴离子型功能化离子液体捕集烟气中一氧化氮(NO)及再生的工艺方法。该方法包括以氨基酸阴离子型离子液体作为吸收剂，在20～60℃、NO的体积浓度为0.05％～2％条件下吸收烟气中的NO，然后采用闪蒸的方法再生离子液体及回收所吸收的NO。

技术背景

煤炭在我国能源中占有绝对的优势地位，主要用于燃煤发电。在我国电能来源中，煤电占到60％以上。每年煤炭的燃烧产生大量的一氧化氮(NO)。NO是造成大气污染的主要污染源之一。如果将煤炭燃烧产生的NO排放，不仅会造成酸雨和光化学污染等环境问题，而且会对人和植物的生存产生损害。另外，NO是一种化工产物，可用于生产重要的化工原料硝酸(HNO₃)和生产含NO的药物。因此，对煤炭燃烧后烟气中的NO进行捕集及资源化利用具有重要的生态、社会、经济效益。

目前，采用氨气进行的选择性催化还原法(SCR)是应用最为广泛的烟气脱硝方法，但成本较高，且存在氨泄漏、催化剂易失活等缺点。其他如等离子去除法、活性炭吸附法等其可行性与经济性还有待进一步研究。生物法由于其运行成本小、无二次污染等优点，受到广泛关注，但目前的研究都集中在直接氧化或还原，由于NO难溶于水，直接使生物法的去除效率受到限制。

离子液体(ionic liquid,IL)由于其具有较低的蒸气压，较宽的液体温度范围，极高的稳定性及阴阳离子结构可调的特点而被广泛用于烟气脱硫脱碳的研究。但对于烟气脱硝相关的研究还较少。Chen等(K.H.Chen,G.L.Shi,X.Y.Zhou,H.R.Li,C.M.Wang,Highlyefficient nitric oxide capture by azole-based ionic liquids through multiple-site absorption.Angew.Chem.Int.Ed.2016,(46),14364-14368.)报道了一种唑类离子液体并将其用于NO的捕集；Sun等(Y.L.Sun,G.S.Wei,X.W.Tan,Z.H.Huang,L.H.Zhang,Highlyefficient nitric oxide absorption by environmentally friendly deep eutecticsolvents based on 1,3-dimethylthiourea,Energy Fuels,2017,(31),12439-12445.)报道了一种季磷类离子液体也将其用于NO的捕集。但是这些离子液体吸收NO主要是物理吸收，对高浓度NO有较高的吸收量，对低浓度NO有较小的吸收量，因此这两个文献中只涉及高浓度NO的吸收。但烟气中的NO浓度很低，一般低于2％，需要有作用力强的可发生弱化学作用的吸收。

因此，开发一种可吸收低浓度下NO技术对于实现烟气净化和NO的回收具有重要的意义。本方法以功能化氨基酸阴离子型离子液体作为吸收剂吸收烟气中的NO，该吸收剂的氨基酸阴离子中的胺基可以与NO发生弱化学作用，提高对低浓度NO的吸收。与传统方法相比，本发明的吸收剂具有诸多优势，如吸收剂无毒且环境友好，可以重复利用，解吸出的NO可以资源化利用等。与之前发明的吸收剂相比，本方法在较低的NO分压下仍具有较高的NO吸收能力，因此本方法更适用于低压下吸收，更贴近实际烟气的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种以氨基酸阴离子型功能化离子液体为吸收剂，高效吸收烟气中NO并实现吸收剂再生以及NO回收的工艺方法。

本发明的目的是采用如下技术方案来实现的。