[发明专利]一种低能耗再生的吸收剂及其用于吸收烟气中二氧化硫的方法

说明书

本发明提供了一种低能耗再生的吸收剂及其用于吸收烟气中二氧化硫的方法。该方法所使用的吸收剂为向离子液体吸收剂中加入摩尔比3%~40%的乳酸，改进离子液体的特性，形成新型吸收剂，再进行吸收SO₂和解吸SO₂、再生吸收剂。本方法可实现高效的吸收烟气中的SO₂，并具有低的再生能耗；同时本方法中所添加的乳酸具有无毒、环境友好的特点。

技术领域

本发明属于烟气脱硫领域，涉及一种可低能耗再生的吸收剂及其用于吸收烟气中二氧化硫（SO₂）的方法。该方法包括以离子液体和乳酸按照一定比例混合形成新型SO₂吸收剂；用该吸收剂在20℃~60℃条件下吸收烟气中的SO₂，然后采用闪蒸的方法再生该吸收剂并回收所吸收的SO₂。

技术背景

我国的电能主要来自燃煤发电。由于煤中含有约1%的硫，因此在燃煤烟气中含有大量的SO₂。SO₂是一种主要的大气污染物。如果将煤炭燃烧产生的SO₂排放到大气中，不仅会造成酸雨和腐蚀等环境问题，还会危害人和动植物的生存。另外，SO₂也是一种重要的化工原料，可用于生产硫酸和硫磺。需要说明的是，我国是硫资源相对缺少的国家，每年我国需要进口大量的硫磺。据文献报道（司斌. 2016年中国硫磺市场统计及分析. 硫酸工业，2017, (3): 1-3, 10），2016年我国硫磺进口量为1196万吨，硫酸的进口量143万吨。因此，对烟气中的SO₂进行捕集并回收利用（如制备硫酸或者硫磺），既能解决环境问题，又能缓解进口硫磺的压力，还会带来经济效益。

目前，烟气脱硫（FGD）技术中应用范围最广、最成熟的是传统钙法脱硫技术。但是传统钙法脱硫会产生大量的固体废弃物，且无法实现硫资源的回收利用。有机胺法在处理SO₂方面具有很大的优势，但是，由于有机胺的易挥发性，造成了资源浪费，而且吸收剂进入环境中，则会引起二次污染。近年来，离子液体由于具备极低的蒸气压、较好的热稳定性、对气体具有较好的吸收能力、可以再生等优点，在吸收SO₂方面引起了研究人员的广泛关注。由于烟气中的SO₂浓度较低，需要功能化的离子液体进行吸收。但是，功能化离子液体在吸收SO₂后，存在解吸能耗高，直接影响功能化离子液体吸收烟气中SO₂的工业应用。

因此，开发一种对烟气低浓度SO₂高效吸收和解吸的技术对于实现烟气中SO₂的脱除和回收具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种低能耗再生的吸收剂及其用于吸收烟气中二氧化硫的方法。本方法以功能化离子液体和乳酸混合形成新型吸收剂，吸收烟气中的SO₂。该新型吸收剂不仅能高效吸收烟气中的低浓度SO₂，而且可以低能耗解吸SO₂，实现吸收剂的再生。

本发明的目的是采用如下技术方案来实现的：

本发明提供了一种低能耗再生的吸收剂，向离子液体中加入乳酸，二者混合形成吸收剂，乳酸与离子液体的摩尔比为0.03~0.4：1。

进一步地，所述乳酸与离子液体摩尔比优选为0.06~0.2：1。

进一步地，所述的离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑乳酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乳酸盐、1-己基-3-甲基咪唑乳酸盐、四乙基铵乳酸盐、四甲基铵乳酸盐、乙醇胺乳酸盐、四甲基胍乳酸盐中的一种。

以及吸收剂的吸收和再生的工艺方法，该方法包括如下步骤：向离子液体中加入乳酸，形成新型吸收剂；用该新型吸收剂进行吸收SO₂；采用闪蒸的方法解吸所吸收的SO₂、再生新型吸收剂。