[发明专利]一种用于烟气净化的脱硫方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于烟气净化的脱硫方法，属于气体净化领域。

技术背景

大气污染的主要源头是工业废气的排放，最主要的来源包括电厂烟气、炉窑烟气、炼钢尾气、和有色金属冶炼尾气。其中，SO₂是第一大污染物。目前，国内火力发电厂普遍采用石灰石－石膏湿法脱硫工艺，该技术成熟、效率高，运行可靠，操作简单，利用双循环工艺脱硫效率可达99％以上，但是设备和管道的磨蚀与堵塞严重；尤其对于含硫量高的煤种，脱硫原料、副产物的运输、堆存和处理十分困难。

随着脱硫技术的发展，近年来出现了利用溶剂循环吸收－解吸烟气中二氧化硫的新型脱硫工艺，其溶剂组成可区分为有机胺液与离子液。有机胺液主要以一元胺、二元胺、或其组合构成，如美国专利US 6342169中加拿大Cansolv公司的脱硫工艺即是使用一种主要成分为二元胺脱硫溶剂进行循环脱硫。离子液体是一种可以在较低温度下液化的离子化合物，如中国专利CN 101274204中成都华西工业气体有限公司的溶剂循环吸收法脱硫工艺即是使用一种的含有多种添加剂的离子液体的水溶液循环脱硫。与石灰石石膏法相比，这些脱硫技术在某些方面具有优越性，如运行的物料消耗小、副产物可以回收再利用、二次污染的情况不明显；但是，这些技术也存在一定问题：(1)溶剂腐蚀性严重，（2）液气比高，（3）易产生副反应，（4）再生能耗高。

本发明提供的用于烟气净化的脱硫工艺，腐蚀低、能耗低、溶剂耗量低、可以长期稳定运行、副产物可以可以作为化工原料使用。

发明内容

本发明的目的是设计一种用于烟气净化的脱硫工艺及其装置，特点是使用二氧化硫吸收量大、易解吸、循环使用稳定性高的离子溶液作为循环溶剂，设备的腐蚀小、溶剂的耗量小、解吸的能耗低、循环脱硫的稳定性好。

离子液体具有极低的蒸汽压，极大地降低脱硫工艺的二次污染，但是多数的离子液体在脱硫温度下（40～80℃）往往由于粘度过高而不能单独使用，通常是以水作为溶剂稀释。但是，由于水的沸点较低且气化热高，在解吸过程中造成的热损失十分严重。但是，水对二氧化硫的吸收能力有限，吸收剂中水的含量过高导致脱硫装置溶剂的初装量大，设备固定资产投入高。一般的离子液体都是以卤素或其他与金属结合能力强的阴离子作为反离子，造成设备的腐蚀问题严重，而离子液体本身与二氧化硫的结合力强，造成解吸能耗显著。本发明的脱硫工艺所使用的离子溶液，解决了上述问题。

本发明采取的技术方案如下：

一种用于烟气净化的脱硫方法，先将烟气经过预洗涤塔，去除其中含有的灰尘、氟元素、氯元素、溴元素以及三氧化硫，净化后的气体通过吸收塔由脱硫剂贫液吸收其中的二氧化硫，吸收塔的脱硫剂贫液来自贫液罐，吸收SO₂转变为脱硫剂富液后进入富液罐；然后与从解吸塔出来的脱硫剂贫液换热后在解吸塔进行热解吸，释放其中的二氧化硫，从吸收塔出来的气体达到废气排放标准排放，从解吸塔出来的混合气经过冷凝器脱水后作为化工原料使用，从解吸塔出来的脱硫剂贫液经过换热器与进入解吸塔前的脱硫剂富液热交换后进入贫液罐。所述脱硫剂为离子溶液，所述离子溶液包括离子液体和离子溶剂，其特征在于：所述离子液体的质量百分含量为1～50％, 所述离子溶剂的质量百分含量为50～99％；离子液体的分子通式为： N_aH_bR_cXO₄，其中a＝1～6、b＝1～3、c＝4～12，R为脂肪烃基，X＝S和/或P，离子液体不含有卤素，离子液体不含有共轭结构；所述离子溶剂为N,N’－二甲基甲酰胺，N,N’－二甲基乙酰胺，N－甲基吡咯烷酮，二甲基亚砜，二甲基砜、乙二醇、丙三醇、乙醇、吗啉、N－羟乙基吗啉中的一种或几种；所述离子溶液的使用温度不高于130℃。

所述离子液体的氮元素的质量百分含量为6～18％。离子液体的氮元素的质量百分含量有一个上限范围和下限范围。离子液体的氮元素的质量百分含量的上限范围为12～24％，在这个范围内可以低于18％，最佳值为16.69％。离子液体的氮元素的质量百分含量的下限范围为2～10％，在这个范围内可以高于6％，最佳想值为7.84％。优选的，所述离子液体的氮元素的质量百分含量范围为7.84～16.69％。