一种吸收分离工业气体中SO

摘要

本发明属于气体净化技术领域，涉及一种吸收工业气体中SO

说明书

技术领域:

本发明属于气体净化技术领域，涉及工业气中含有SO₂的净化，具体地说是一种吸收 分离工业气体中SO₂的离子溶剂。

背景技术:

我国是煤炭生产和消费大国，以煤为主的能源结构给我国带来了严重的环境污染，特别 是SO₂的排放使我国成为酸雨多发国家。据统计我国SO₂年均浓度达到国家二级标准(0.06 mg/m³)的城市占74.3%，超过国家三级标准(0.10mg/m³)的城市占统计城市的9.1%，出现酸雨 的城市298个(占统计城市的56.5%)。SO₂污染的近程影响是严重危害居民身体、畜牧业、农 业及城市建筑设施，远程影响是形成酸雨，涉及千里外的地区，造成的直接经济损失已超过 上千亿元，这已成为制约社会经济发展的重要因素之一，所以对SO₂的排放进行有效治理至 关重要。

烟气脱硫是控制SO₂污染的主要技术手段。国外烟气脱硫技术研究始于19世纪50年代。 20世纪60年代以来，美国、德国、日本等国开始了对烟气脱硫技术的大规模研究开发与应 用，目前运行的烟气脱硫技术，大多数是传统的脱硫技术：湿法脱硫技术、半干法脱硫技术 和干法脱硫技术。其中湿法脱硫最为成熟，应用最广，但也存在较多缺陷，如腐蚀，它直接 影响系统能否安全稳定地运行。干法、半干法烟气脱硫技术具有投资省、占地少等优点，缺 点是反应速度慢，脱硫率低，吸收剂利用率低，磨损、结垢现象比较严重，在设备维护方面 难度较大，设备运行的稳定性、可靠性不高，且寿命较短等。

近年来，离子液体作为一种新型的绿色溶剂被应用到烟道气脱硫研究，具有广泛的发展 前景。申请号为200510069406.6，200810025024.7和200910116567.4等中国专利中分别合成 了醇胺羧酸盐离子液体，二元羧酸类离子液体，环胺类离子液体用于SO₂的吸收。然而，目 前这些功能化离子液体合成复杂，成本高，同时粘度都比较大，在吸收过程中传质速率慢， 限制了其工业化应用。

针对目前离子液体吸收SO₂存在的问题，本发明提出利用咪唑衍生物和常规离子液体复 配，形成新型的离子溶剂用于SO₂的吸收，该离子溶剂吸收量大，粘度低，可以循环利用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种吸收分离工业气体中SO₂的离子溶剂。

本发明所述的吸收SO₂离子溶剂为咪唑衍生物和常规离子液体复配形成的体系。

本发明所述的离子溶剂，其中离子液体质量分数范围为：10%~60%。

本发明所述的咪唑衍生物，其结构通式如下：

其中，R₁为H原子，CH₃或C₂H₅；R₂为H原子，C_nH_2n+1(n为整数，1≤n≤8)。

本发明所述的常规离子液体阴离子为BF₄^-，PF₆^-，NTf₂^-，NO₃^-，HSO₃^-，HSO₄^-，H₂PO₄^-， Cl^-，Br^-，I^-，SCN^-等；阳离子结构通式如下：

其中，R₁为H原子，CH₃或C₂H₅；R₂为C_nH_2n+1(n为整数，1≤n≤8)；R₃为C_nH_2n+1(n为 整数，1≤n≤4)；

本发明所述的离子溶剂，吸收温度为：10~60℃，吸收压力：0.1~3.0MPa；再生条件： 70~150℃，0.01~1.0Mpa；再生后的吸收剂可以循环使用。

本发明所述的离子溶剂可以用于SO₂体积浓度范围在0.01%~20%的气体脱硫，适合工 业燃煤烟气、冶金行业烟气、轮船尾气、硫酸厂废气等不同成分体系的SO₂吸收。

本发明所述的离子溶剂具有吸收量大，粘度低，容易再生等优点，本发明为工业气体中 SO₂的吸收分离提供了一种新方法。

具体实施方式:

实施例1

取8.1gN-甲基咪唑和7.7g1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[Emim]BF₄）于圆底烧瓶中 （N-甲基咪唑含量为51%），23℃，0.1MPa下，吸收SO₂55min后，吸收剂增加了14.3g， 离子溶剂的吸收量达到0.9g SO₂/g吸收剂。

实施例2

取6.4g N-乙基咪唑和6.4g1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim]PF₆）于圆底烧瓶中 （N-甲基咪唑含量为50%），13℃，0.1MPa下，吸收SO₂160min后，吸收剂增加了17.5g， 离子溶剂的吸收量达到1.3g SO₂/g吸收剂。

实施例3

取11.6g1-甲基-N-丁基咪唑和1.3g氯化1-丁基-2-甲基-3-甲基咪唑盐（[Bmmim]Cl）于 圆底烧瓶中（N-甲基咪唑含量为90%），13℃，0.1MPa下，吸收SO₂100min后，吸收剂增 加了18.8g，离子溶剂的吸收量达到1.4g SO₂/g吸收剂。

实施例4

取6.5g1-乙基-N-丁基咪唑和6.5g N-丁基吡啶硝酸盐（[BPy]NO₃）于圆底烧瓶中（N- 甲基咪唑含量为50%），15℃，0.1MPa下，吸收SO₂120min后，吸收剂增加了12.7g，离 子溶剂的吸收量达到1.0g SO₂/g吸收剂。