一种用于废气处理的复合吸收剂及处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于废气处理的复合吸收剂及处理方法，吸收剂为有机胺盐、氨基酸金属盐、活化剂及添加剂混合后形成的水溶液；所述有机胺盐为柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的混合物；所述氨基酸金属盐为二甲氨基乙酸钾和甲基氨基丙酸钾中的一种或两种；所述活化剂为哌嗪；所述添加剂为乙酸锶和氯化锶中的一种或两种。上述吸收剂能同时去除废气中的二氧化硫及二氧化碳，以及废气中的其它含硫、含碳的衍生物。通过将吸收剂与废气在吸收塔内反向充分接触、吸收，得到饱和的吸收剂；然后将饱和的吸收剂经过蒸馏或者萃取，回收吸收剂中的有用组分，将回收后的残余液作为吸收液循环使用，从而使吸收剂能够循环再生。
【专利说明】一种用于废气处理的复合吸收剂及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种废气处理药理及其处理方法，特别是一种用于废气处理的复合吸收剂及处理方法。
【背景技术】
[0002]二氧化硫是硫排放的重要途径，是大气污染的主要气体之一，是酸雨的形成源。随着环境保护对大气污染物排放要求的日益提高，在烟气脱硫净化中，如何合理选用脱硫工艺，以较低投资和运行费用，达到烟气脱硫后二氧化硫排放量符合国家排放标准的规定，是燃煤电厂、冶金行业等烟气脱硫健康发展的关键问题。因此，各种高性能二氧化硫吸收剂的开发是此领域研究的主题之一。
[0003]温室效应正严重威胁着人类赖以生存的地球环境，全球应对温室效应的关键是减少温室气体排放，其中主要是减少能源消费的二氧化碳排放。根据EIA《世界能源展望2007》，煤炭需求量增幅是能源种类中增幅最大的，从2007年到2030年，煤炭需求量将上升约64%，因此，在全球范围内，减少由于煤炭消费所导致的二氧化碳排放是控制其总排放量的主要途径之一。2009年，我国能源消耗产生的二氧化碳排放量超过美国成为全球第一大二氧化碳排放国。我国二氧化碳排放量较快增长的态势，将越来越受到国际社会的关注和压力。在我国，燃煤电厂二氧化碳排放是温室气体的主要排放源之一，其二氧化碳排放约占我国二氧化碳排放总量的50% ;而据能源规划预测，到2010年，我国燃煤发电机组将增加到7亿千瓦，发电用煤将达到16亿吨，并且从2010年到2020年，全国煤炭消费总量还将持续增长。因此，减少燃煤电厂CO:排放对于控制我国CO:排放总量至关重要。
[0004]烟气脱硫技术中，按吸收剂的种类分，常见的方法有:以CaC03(石灰石)为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。
[0005]在目前工业应用的烟气脱硫技术中，湿法特别是石灰石/石膏法最普遍。钙法，虽然脱硫率高，吸收剂价廉易得，但是耗水量大，运行中有废水排出，脱硫石膏综合利用在一些地方比较困难，脱硫副产品石膏大多闲置堆放，形成大量的因体和液体废弃物，既占用宝贵的土地资源又造成二次污染，因此，需要开发低成本、资源化的脱硫方法。
[0006]在化学吸收烟气脱硫中，吸收剂的性能从根本上决定了二氧化硫、二氧化碳吸收操作的效率，因而对吸收剂的性能有很高的要求。现有的吸附剂基本功能比较单一，要么单纯是吸附二氧化硫，要么单纯是吸附二氧化碳，能同时吸附二氧化硫和二氧化碳的复合吸收剂则很少。
[0007]2013年12月11日公开的申请号为201310284606.8的中国发明专利，其发明创造的名称为“用于烟气脱硫的复合吸收剂”。所述烟气复合型吸收剂由柠檬酸盐和有机胺的水溶液组成，所述柠檬酸盐与有机胺的混合摩尔比为1: (0.5-2)，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠或者柠檬酸钾。所述用于烟气脱硫的复合吸收剂为柠檬酸钠与甲氧基乙胺的水溶液，或者为柠檬酸钾与甲氧基乙胺的水溶液，或者柠檬酸钠与乙氧基乙胺的水溶液，或者为柠檬酸钾与乙氧基乙胺的水溶液，或者为柠檬酸钠与乙二胺的水溶液，或者为柠檬酸钾与乙二胺的水溶液。
[0008]上述专利申请提出的复合吸收剂化学稳定性好，发泡性小，粘度小，原料来源丰富，易购买，价格便宜。脱硫时具有高传质系数，气液流动无扰动，传质阻力小，脱硫率高，操作方便，操作弹性大，能在膜接触器中稳定运行。同时脱硫溶液不结垢，不堵塞，无腐蚀。
[0009]2014年7月9日公开的申请号为201410134925.5号中国发明专利，其发明创造的名称为“一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂及回收方法”。所述吸收剂为具有哌嗪的有机胺盐水溶液。所述吸收剂制造简单，且能循环利用，再生能耗低。
[0010]2013年5月8日公开的申请号为201110332227.2的中国发明专利申请，其发明创造的名称为“复合脱碳吸附剂”，其由一乙醇胺、活化剂和水组成，或者由一乙醇胺、活化剂、式I化合物和水组成，所述的活化剂为式2化合物，式I化合物和式2化合物中，R1-R5均为H或者C原子数为1-5的直链烷基或者环状烷基。
[0011]但是，上述使用有机胺盐水溶液作为吸收剂，废气处理时，存在如下不足:
1.吸收剂的吸附功能单一，只能吸附二氧化硫或二氧化碳，同时对废气中的其它含硫、含碳的衍生物也无法吸收，如硫醚等等。
[0012]2.不能有氧存在，也即对氧比较敏感，稳定性差。然而，燃煤电厂烟道中的烟气总会含有6%-15%的氧气，属于高含氧环境。当有氧存在时，特别是高温环境下，有机胺盐水溶液极易氧化分解，氧化分解后的有机胺盐水溶液，一方面使吸收剂的吸附效率大幅降低或失效；另一方面，还会对吸收设备造成腐蚀，使设备的使用寿命大大降低，变相增加了企业的制造成本。
【发明内容】
[0013]本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种用于废气处理的复合吸收剂。该吸收剂対氧不敏感，从而使机胺盐水溶液耐氧性能好，不易发生氧化分解，从而使吸收剂的吸收效率高，吸收稳定；另外设备也不易发生腐蚀。
[0014]本申请还提供一种用于废气处理的复合吸收剂，该吸收剂能同时去除废气中的二氧化硫及二氧化碳，以及废气中的其它含硫、含碳的衍生物。
[0015]另外，本申请还提供一种用于废气处理的方法，该方法能使吸收剂得以循环利用，且再生能耗低。
[0016]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种用于废气处理的复合吸收剂，所述吸收剂为有机胺盐、氨基酸金属盐、活化剂及添加剂混合后形成的水溶液；所述有机胺盐为柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的混合物；所述氨基酸金属盐为二甲氨基乙酸钾和甲基氨基丙酸钾中的一种或两种；所述活化剂为哌嗪；所述添加剂为乙酸锶和氯化锶中的一种或两种。
[0017]所述柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的重量比例为1:(1.5-3):(2-4):(0.3-0.6)。
[0018]所述柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的重量比例为1:2:2.5:0.5。
[0019]所述柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的重量比例为1:2.5:3:0.5。
[0020]所述添加剂为乙酸锶和氯化锶，添加剂添加的质量比例为1-4%。
[0021 ] 所述添加剂为乙酸锶和氯化锶，添加剂添加的质量比例为3%。
[0022]一种用于废气处理的方法，将吸收剂从吸收塔上端送入吸收塔内；将废气经集气罩收集并经过风机增压后，由吸收塔底端进入吸收塔,气液两相在吸收塔内充分接触,完成吸收反应后，得到饱和的吸收剂；然后将饱和的吸收剂经过蒸馏或者萃取，回收吸收剂中的有用组分，将回收后的残余液作为吸收液循环使用，有机废气得到净化后排向大气。
[0023]本发明采用上述吸收剂及方法后，具有如下有益效果:
1.上述吸收剂中的有机盐的使用，具有如下好处:
A.克服了原来的脱硫技术对除硫化合物的单一性，能够除去二氧化硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二甲二硫等有机硫。
[0024]B.乙醇胺还能同时对二氧化碳进行吸附，吸收能力高，且能抑制吸收过程中的胺降解，也即解决了吸收过程中乙醇胺损耗的问题。另外，成本也大幅度降低。
[0025]C.柠檬酸盐的使用，原料来源丰富，易购买，价格便宜。使本申请的吸收剂在脱硫时能具有高传质系数，气液流动无扰动，传质阻力小，脱硫率高，操作方便，操作弹性大。
[0026]2.吸收剂中的氨基酸金属盐能与二氧化碳反应，使二氧化碳的吸收率高，活化剂能加快二氧化碳的吸收效率。
[0027]3.乙酸锶和氯化锶的加入，在增进二氧化碳吸收的同时，还能使本申请的吸收剂对氧不敏感，从而使机胺盐水溶液耐氧性能好，不易发生氧化分解，从而使吸收剂的吸收效率高，吸收稳定；同时设备也不易发生腐蚀。
【具体实施方式】
[0028]下面就具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0029]实施例1
所述吸收剂为有机胺盐、氨基酸金属盐、活化剂及添加剂混合后形成的水溶液；有机胺盐为柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的混合物，其对应的重量比例为1:1.5:2:0.3 ;氨基酸金属盐为二甲氨基乙酸钾和甲基氨基丙酸钾中的一种或两种；活化剂为哌嗪；添加剂为乙酸锶和氯化锶，两者所占吸收剂的质量比例为1%。作为替换，添加剂也可以为乙酸锶和氯化锶中的任意一种。
[0030]废气处理的方法为:将吸收剂从吸收塔上端送入吸收塔内；将废气经集气罩收集并经过风机增压后，由吸收塔底端进入吸收塔，气液两相在吸收塔内充分接触，完成吸收反应后，得到饱和的吸收剂；然后将饱和的吸收剂经过蒸馏或者萃取，回收吸收剂中的有用组分，将回收后的残余液作为吸收液循环使用，有机废气得到净化后排向大气。
[0031]实施例2
所述吸收剂为有机胺盐、氨基酸金属盐、活化剂及添加剂混合后形成的水溶液；有机胺盐为柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的混合物，其对应的重量比例为1:2:2.5:0.5 ;氨基酸金属盐为二甲氨基乙酸钾和甲基氨基丙酸钾中的一种或两种；活化剂为哌嗪；添加剂为乙酸锶和氯化锶，两者所占吸收剂的质量比例为3%。作为替换，添加剂也可以为乙酸锶和氯化锶中的任意一种。
[0032]废气处理的方法为:将吸收剂从吸收塔上端送入吸收塔内；将废气经集气罩收集并经过风机增压后，由吸收塔底端进入吸收塔，气液两相在吸收塔内充分接触，完成吸收反应后，得到饱和的吸收剂；然后将饱和的吸收剂经过蒸馏或者萃取，回收吸收剂中的有用组分，将回收后的残余液作为吸收液循环使用，有机废气得到净化后排向大气。
[0033]实施例3
所述吸收剂为有机胺盐、氨基酸金属盐、活化剂及添加剂混合后形成的水溶液；有机胺盐为柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的混合物，其对应的重量比例为1:2.5:3:0.5 ;氨基酸金属盐为二甲氨基乙酸钾和甲基氨基丙酸钾中的一种或两种；活化剂为哌嗪；添加剂为乙酸锶和氯化锶，两者所占吸收剂的质量比例为3%。作为替换，添加剂也可以为乙酸锶和氯化锶中的任意一种。
[0034]废气处理的方法为:将吸收剂从吸收塔上端送入吸收塔内；将废气经集气罩收集并经过风机增压后，由吸收塔底端进入吸收塔，气液两相在吸收塔内充分接触，完成吸收反应后，得到饱和的吸收剂；然后将饱和的吸收剂经过蒸馏或者萃取，回收吸收剂中的有用组分，将回收后的残余液作为吸收液循环使用，有机废气得到净化后排向大气。
[0035]实施例4
所述吸收剂为有机胺盐、氨基酸金属盐、活化剂及添加剂混合后形成的水溶液；有机胺盐为柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的混合物，其对应的重量比例为1:3:4:0.6 ;氨基酸金属盐为二甲氨基乙酸钾和甲基氨基丙酸钾中的一种或两种；活化剂为哌嗪；添加剂为乙酸锶和氯化锶，两者所占吸收剂的质量比例为4%。作为替换，添加剂也可以为乙酸锶和氯化锶中的任意一种。
[0036]废气处理的方法为:将吸收剂从吸收塔上端送入吸收塔内；将废气经集气罩收集并经过风机增压后，由吸收塔底端进入吸收塔，气液两相在吸收塔内充分接触，完成吸收反应后，得到饱和的吸收剂；然后将饱和的吸收剂经过蒸馏或者萃取，回收吸收剂中的有用组分，将回收后的残余液作为吸收液循环使用，有机废气得到净化后排向大气。
[0037]上述实施例中的四组吸收剂，同时从吸收塔的四个区域送入，同时进行吸附效果的测试与评价，实施例2与实施例3中的吸附效果明显好于实施例1和实施4，吸收率能达到 99%ο
[0038]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种用于废气处理的复合吸收剂，其特征在于:所述吸收剂为有机胺盐、氨基酸金属盐、活化剂及添加剂混合后形成的水溶液；所述有机胺盐为柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的混合物；所述氨基酸金属盐为二甲氨基乙酸钾和甲基氨基丙酸钾中的一种或两种；所述活化剂为哌嗪；所述添加剂为乙酸锶和氯化锶中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的用于废气处理的复合吸收剂，其特征在于:所述柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的重量比例为1:(1.5-3):(2-4):(0.3-0.6)。
3.根据权利要求2所述的用于废气处理的复合吸收剂，其特征在于:所述柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的重量比例为1:2:2.5:0.5。
4.根据权利要求2所述的用于废气处理的复合吸收剂，其特征在于:所述柠檬酸盐、乙醇胺、乙醇及栲胶的重量比例为1:2.5:3:0.5。
5.根据权利要求1所述的用于废气处理的复合吸收剂，其特征在于:所述添加剂为乙酸锶和氯化锶,添加剂添加的质量比例为1-4%。
6.根据权利要求5所述的用于废气处理的复合吸收剂，其特征在于:所述添加剂为乙酸锶和氯化锶,添加剂添加的质量比例为3%。
7.一种根据权利要求1所述的用于废气处理的方法，其特征在于:将吸收剂从吸收塔上端送入吸收塔内；将废气经集气罩收集并经过风机增压后，由吸收塔底端进入吸收塔，气液两相在吸收塔内充分接触，完成吸收反应后，得到饱和的吸收剂；然后将饱和的吸收剂经过蒸懼或者萃取，回收吸收剂中的有用组分，将回收后的残余液作为吸收液循环使用，有机废气得到净化后排向大气。
【文档编号】B01D53/52GK104338428SQ201410576535
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】尤为 申请人:无锡伊佩克科技有限公司