[发明专利]一种吸收二氧化硫的复合胺吸收剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种吸收二氧化硫的复合胺吸收剂及其制备方法，属于气体净化回收领域，包括以下质量百分比的组分：哌嗪及其衍生物30‑50％、活化剂0.5‑10％、pH缓蚀液1‑5％、消泡剂0.1‑0.5％、余量为水。其制备方法是将哌嗪及其衍生物、活化剂、pH缓蚀剂以及消泡剂按比例加入水中溶解搅拌均匀即可。本发明吸收二氧化硫气体的复合胺采用哌嗪类为吸收剂主体，具有粘度低、吸收二氧化硫选择性强的特点；其饱和吸收量可以达到2.6mol/mol胺，并且具有高解吸量1.53mol/mol，与工业上常用的吸收溶液相比，多次吸收后的解吸量仍可达到98％以上；另外本发明的胺吸收剂加入了pH缓释液降低了其对设备的腐蚀性。

技术领域

本发明属于气体净化回收领域，具体涉及一种吸收二氧化硫的复合胺吸收剂，主要用于脱除天然气、煤气、烟道气等工业废气中的二氧化硫，另外本发明还涉及上述吸收二氧化硫的复合胺吸收剂的制备方法。

背景技术

SO₂是大气主要污染物之一，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，在含硫的工业排放气净化过程中如何高效合理地选用脱硫工艺，以较低投资和运行费用达到脱硫的目的，使SO₂得到回收利用且排放气符合国家排放标准的规定，是目前各类燃煤电厂、冶金行业等持续发展的关键问题。因此，各种高性能SO₂捕集剂的开发是此领域研究的主题之一，近年来，湿法脱硫在工业上得到越来越多的应用，有机碱法由于其独特的性能一直是本领域研究与开发的热门课题。

工业用脱硫剂有固态和液态两种，固态脱硫常见的方法有：以石灰石为基础的钙法，以氧化镁为基础的镁法，以亚硫酸钠为基础的钠法等。而液态脱硫剂主要是以有机碱为基础的有机碱法等。工业上燃煤气脱硫一般采用钙法脱硫技术，钙法分为湿法、干法和半干(半湿)法。湿法技术是采用含有吸收剂的溶液或浆液处理含硫尾气，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱除效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高、二次污染等问题。干法脱硫技术是吸收过程和产物的处理均在无水状态下进行，该法具有无废酸污水排出、设备腐蚀较轻，尾气温度无明显降低、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。另外，半干法脱硫技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生，或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的脱硫技术。半干法脱硫以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。工业上应用的钙基脱硫剂具有很大优势，具有捕集效率高，节能，原料价格低廉，吸附剂成本低，经济性高等优点。但脱硫剂在吸附过程中，捕集能力往往会逐渐衰减，吸附剂在较高温度时引起烧结，吸附能力恶化，吸附剂在微观结构上，如表面积、孔体积和结构形态，都会对反应特性造成影响。捕集剂的初始反应活性尤其重要，在捕集硫氧化物过程中，捕集剂性能从根本上决定了SO₂捕集操作的效率，因而对捕集剂性能有很高的要求，而捕集剂性能主要取决于吸收剂的化学结构。

从目前国内外发表的文献、专利看，以吸收速率较快的MEA、DEA等为主体的吸收剂，一般配合助吸收剂，防腐剂、缓蚀剂等组成复合脱硫吸收液，但其综合吸收硫能力普遍较低，再生能耗高，设备腐蚀性强，且该类复合吸收剂的吸收速率会逐渐下降，在实际应用时对操作有影响。

发明内容

基于上述背景问题，本发明旨在提供一种吸收二氧化硫的复合胺吸收剂，能够实现对二氧化硫的快速捕集，并且对设备腐蚀性低；另外，本发明的另一目的是提供上述吸收二氧化硫的复合胺吸收剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种吸收二氧化硫的复合胺吸收剂，包括以下质量百分比的组分：哌嗪及其衍生物30-50％、活化剂0.5-10％、pH缓释液1-5％、消泡剂0.1-0.5％、余量为水。

其中，所述哌嗪及其衍生物选自N-甲基哌嗪，1-(3-羟丙基)-哌嗪，1,4-二(2-羟乙基)哌嗪，1-(2-羟乙基)哌嗪中的一种或多种。