[发明专利]负载季磷基低共熔溶剂的活性炭脱硫剂及制备和使用方法

说明书

本发明的目的是针对于负载型低共熔溶剂研究较少的问题，提供了一种负载季磷基低共熔溶剂的活性炭脱硫剂及制备和使用方法，属于烟气净化技术领域。本发明的负载季磷基低共熔溶剂的活性炭脱硫剂，由乙二醇、甲基三苯基溴化膦和活性炭组成；其中，乙二醇与甲基三苯基溴化膦形成低共熔溶剂，低共熔溶剂附着在活性炭的孔隙表面。本发明的脱硫剂是将低共熔溶剂负载到活性炭上，提高了脱硫剂对SOsubgt;2/subgt;的吸附能力，并且降低了低共熔溶剂的粘度，从而降低了气体的扩散阻力，并且还可以减少低共熔溶剂的用量。该发明的制备方法简单，无二次污染。

技术领域

本发明属于烟气净化技术领域，涉及一种新型烟气脱硫吸附剂及其制备和使用方法。

背景技术

我国经济的快速发展离不开化石燃料提供的能量，尤其我国是以煤炭为主导的国家，所需发电主要依靠煤炭，因此，电厂烟气中含有大量的SO₂、NO_x，是大气中酸性气体污染物的主要来源。尤其是近年来环境污染越来越严重。燃煤电厂造成的污染已经成为政府治理环境的重中之重。在我国，烟气脱硫技术中最成熟和常用的工艺技术是灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。但目前该技术投资和运行成本较高，容易造成设备的结垢、腐蚀、磨损。此外，脱硫后的副产物在工厂主要以堆积为主，难以进行进一步的处理，已成为继火电厂粉煤灰后的第二大固体废物，对气候、土壤、植物和人类健康都存在很大的危害。

低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents，DES)是由氢键受体和氢键供体按照一定化学计量比组成的在室温下呈现液态的离子液体类似物。低共熔溶剂(DES)与离子液体(ILs)的性质相似，并具有环境友好、不可燃、粘度小，生物降解好、廉价等优点。基于低共熔溶剂的结构可设计性，采用不同的氢键受体和氢键供体合成新型绿色溶剂，以用来除去烟气中的SO₂。低共熔溶剂负载化可有效降低其粘度，从而降低了气体的扩散阻力，并且还可以减少低共熔溶剂的用量，间接降低了工业应用上的成本。至今为止，文献(田晋平-负载型离子液体溴代正丁基吡啶/活性炭吸附SO₂；张佩文-多孔材料负载离子液体在吸收SO₂、NO₂、CO₂中的应用)和专利(王建英-用于吸收SO₂气体的PEG基功能化咪唑类离子液体及其制备方法和应用)中更多的介绍了负载型离子液体进行酸性气体的吸附，而关于活性炭负载低共熔溶剂用于烟气脱硫还未见报道。因此，利用活性炭负载高效低粘度的季磷基低共熔溶剂为新型低价脱硫剂的研制提供了新的思路。

发明内容

本发明的目的是针对于负载型低共熔溶剂研究较少的问题，提供了一种负载季磷基低共熔溶剂的活性炭脱硫剂及制备和使用方法。本发明的脱硫剂是将低共熔溶剂负载到活性炭上，提高了脱硫剂对SO₂的吸附能力，并且降低了低共熔溶剂的粘度，从而降低了气体的扩散阻力，并且还可以减少低共熔溶剂的用量。该发明的制备方法简单，无二次污染。

本发明的技术方案之一为，一种负载季磷基低共熔溶剂的活性炭脱硫剂，由乙二醇、甲基三苯基溴化膦和活性炭组成；其中，乙二醇与甲基三苯基溴化膦形成低共熔溶剂，低共熔溶剂附着在活性炭的孔隙表面；

进一步，上述脱硫剂，乙二醇与甲基三苯基溴化膦的摩尔比为5∶1-40∶1，(乙二醇+甲基三苯基溴化膦)/活性炭的质量比为0.1～0.4∶1；

进一步，上述脱硫剂，活性炭为生物质活性炭，如椰壳壳活性炭、核桃壳活性炭等。

本发明的技术方案之二为，上述负载季磷基低共熔溶剂的活性炭脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将原料乙二醇和甲基三苯基溴化磷按照5∶1-40∶1的摩尔比混合，在30～40℃下搅拌至透明状，得到季磷基低共熔溶剂；