[发明专利]一种烟气二氧化硫复合吸收剂和吸收的方法

说明书

本发明提供了一种用于吸收烟气中二氧化硫的复合吸收剂及其吸收二氧化硫和再生的方法。该方法包括以乳酸钠或乳酸钾为主吸收剂、水为溶剂、乳酸为再生改进剂组成复合吸收剂；在温度20～60℃条件下吸收烟气中的二氧化硫；然后采用水蒸汽气提的方法在温度100～130℃条件下实现复合吸收剂再生并回收二氧化硫。本方法可实现烟气脱硫和低能耗再生吸收剂，并实现二氧化硫的回收。本方法中所用的复合吸收剂具有无毒、环境友好、成本低的特点，可有效降低吸收剂对环境造成的影响。

技术领域

本发明属于烟气脱硫领域，涉及一种用于吸收烟气中二氧化硫的复合吸收剂及其吸收烟气中的二氧化硫(SO₂)和再生的方法。该方法包括以乳酸钠或乳酸钾为主吸收剂、水为溶剂、乳酸为再生改进剂配制复合吸收剂，用该复合吸收剂在温度20～60℃条件下吸收烟气中的SO₂，然后采用水蒸汽气提的方法再生复合吸收剂并回收SO₂。

技术背景

燃煤发电是我国电力的主要来源。由于煤炭中含有一定量的硫(如质量含量1％)，在燃烧的烟气中就会产生大量的SO₂。如果将煤炭燃烧产生的SO₂排放，就会造成酸雨和雾霾等环境问题，对人和周围和植物、动物造成影响。另一方面，SO₂也是一种化工产物，可用于生产重要的化工原料硫酸(H₂SO₄)和硫磺。因此，对煤炭燃烧后烟气中的SO₂进行捕集及资源化利用对社会、经济和生态都具有重要意义。

目前，工业上普遍采用钙法脱除烟气中的SO₂。钙法脱硫是采用氧化钙或者氢氧化钙或者碳酸钙与SO₂反应，生成亚硫酸钙，进一步氧化得到硫酸钙。脱除的方式有干法脱除、半干法脱除和湿法脱除。钙法脱硫得到的低品位硫酸钙很难利用，被沦为固体废弃物，造成二次污染。另外，湿法脱硫还产生大量的废水，处理成本高。其它应用的脱硫方法包括：活性炭吸附法、氨水脱除法、有机胺吸收法。活性炭吸附法是利用活性炭大的孔隙和比表面积，通过吸附脱除烟气中的SO₂；由于烟气中有氧气和水分存在，吸附的SO₂易被氧化为硫酸；存在的问题是活性炭的再生困难，再生过程中活性炭的消耗和碎化，导致活性炭的重复利用困难。氨水吸收法是利用氨水与SO₂反应生成亚硫酸铵，进一步氧化制得硫酸铵，实现烟气中SO₂的脱除和利用，在这个脱硫过程中，产生稀的亚硫酸铵溶液，浓缩过程能耗高，另外氨的挥发性极高，导致氨的逃逸，产生二次污染。有机胺吸收法是利用有机胺的碱性来吸收烟气中的SO₂，有机胺吸收法具有较好的脱硫性能，可以实现吸收剂的再生和SO₂的回收；但有机胺具有挥发性，在吸收烟气中SO₂时，部分有机胺挥发逃逸，产生二次污染。

最近的研究表明，离子液体具有极低的蒸气压、结构可设计性、性能可调等特点，可以用来吸收烟气中的SO₂，特别是功能化离子液体对烟气中的SO₂具有很高的吸收性能。烟气中有氧气、水汽、灰尘等，功能化离子液体在吸收、解吸SO₂循环的过程中，经历低温吸收、高温解吸。这些因素对功能化的离子液体的稳定性提出了很高的要求。要求离子液体的阴离子和阳离子都具有很高的稳定性。目前，功能化离子液体在吸收烟气中SO₂时存在一定的问题，主要是(1)成本高；(2)稳定性比较差，特别是功能化的离子液体稳定性比较差，经过长时间(如10天、20天、30天)的吸收解吸过程，功能化离子液体的结构改变，吸收能力变差；(3)功能化离子液体普遍存在解吸能耗高的问题。