[发明专利]一种SO2

说明书

本发明公开了一种SO₂在三元弱碱溶液中溶解量的预测方法，以H₂SO₃和三元弱碱的解离过程为基础理论依据，和经验方程相比，提高了适用范围及溶液中SO₂溶解度的预测精度；本发明方法是以溶液电荷平衡为衡算基础，对气液相是否达到平衡并未作出要求，即适用于气液平衡体系中三元弱碱对SO₂溶解度的预测，也适用于非气液平衡体系中三元弱碱对SO₂溶解量的预测；同时，在工业吸收设定吸收剂终点pH值条件下，可预判不同三元弱碱吸收剂的性能优劣；计算SO₂在三元弱碱吸收剂中的溶解度所需要参数除其它强酸离子和强碱离子浓度外，H₂SO₃和三元弱碱解离常数获取容易，可根据溶液pH值得到溶液中H⁺和OH^‑含量，参数获取便捷，求解过程简单，具有较高应用前景。

技术领域

本发明涉及烟气脱硫技术领域，尤其涉及一种SO₂在三元弱碱溶液中溶解量的预测方法。

背景技术

烟气脱硫技术作为控制SO₂的末端技术，是控制SO₂排放最经济最有效的手段之一，是目前世界上大规模工业化应用的脱硫技术[Renewable and Sustainable EnergyReviews,2017,73:225-235]。可再生烟气脱硫技术属于湿法烟气脱硫技术，具有吸收剂和SO₂可再生利用、不产生新的污染物、能耗较低和操作费用较低等优点，已实现商业化应用。对于三元弱碱SO₂吸收剂，除传统的三元有机胺溶液，还包含柠檬酸盐、磷酸盐等可以和H⁺结合生成相应酸的物质。这些三元弱碱与醇胺或醇二胺相比能结合较多的H⁺，具有更好的SO₂吸收容量和吸收/解吸性能。

目前，SO₂在脱硫剂中溶解量数据的获取主要有实验测定和建立溶解度模型两种方法。通过实验测定溶解量，在实际生产中因检测样品处理、检测方法和检测周期的原因，得到结果会有一定的滞后性，不能及时调整生产过程。同时，对于生产过程复杂的烟气脱硫体系，现有的检测标准和方法也有一定的局限性。实验结果拟合或关联经验方程，获取方程参数从而预测溶解量或溶解度，这种方法缺少理论依据，经验方程参数适用的体系种类、温度、浓度范围等有限；基于气液相平衡的热力学模型预测SO₂在脱硫剂中的溶解量或溶解度，求解过程复杂，往往还需要亨利系数、体积性质、临界参数等基础数据。《化学工程》(2016，44(6)：52-55,62)通过对N，N’-二(2-羟丙基)哌嗪硫酸盐吸收过程的分析，得到高浓度SO₂在其溶液中的溶解度模型，在实验条件范围内溶解度计算值和实验值平均相对误差为5.7％，可满足工程设计和应用的需求，但该模型为二元胺盐体系推导得出，且只适用于气液平衡和高浓度SO₂体系，对于工业实际生产中吸收/解吸过程中的非气液平衡过程和吸收剂中含有其它杂质离子的过程不适用。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种SO₂在三元弱碱溶液中溶解量的预测方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

S1：三元弱碱溶液吸收SO₂属于化学吸收，其过程即包含SO₂的物理溶解和解离，又包含各种形态的三元弱碱和H₂SO₃之间的化学反应。

SO₂溶于水可形成H₂SO₃，H₂SO₃的解离过程可表示为：