一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂及回收方法
【专利摘要】本发明具体涉及一种胺盐溶液吸收剂及其从工业废气中回收二氧化硫的方法。所述的吸收剂按以下步骤制得：先将哌嗪与水混合并搅拌均匀，然后在搅拌状态下加入环氧乙烷反应；再将所得的反应产物与硼酸进行反应，得到有机胺盐；最后将有机胺盐溶于水制成胺盐水溶液即得到吸收剂；其吸收方法是将吸收剂与含有二氧化硫气体的气流逆流接触，使二氧化硫溶于吸收剂而除去二氧化硫，同时吸收二氧化硫后的吸收液与蒸汽接触得到再生从而可循环使用。本发明制备方法简单，反应效率高，反应副产物少，收得率高，溶剂价格低，周期短，生产成本低，制得的吸收剂容量大，回收二氧化硫彻底，并可循环利用，再生能耗低。
【专利说明】—种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂及回收方法
【技术领域】
[0001]本发明属气体净化【技术领域】，具体涉及一种胺盐溶液吸收剂及其从工业废气中回收二氧化硫的方法。
【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，已引起人们的广泛关注。烟气脱硫是减少硫排放的有效方法，世界各国从20世纪50年代开始研究脱硫技术，至今脱硫技术已达200多种，主要的方法有湿法脱硫、半干法脱硫、干法脱硫、旋转喷雾干燥法脱硫、电子束法脱硫等多种脱硫工艺。
[0003]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，该方法虽然脱硫率高，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，形成大量的固体和液体废弃物，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。
[0004]其中，溶剂可再生的湿法脱硫技术通过脱硫剂的再生和循环使用，可以生成高浓度的SO2，具有较好的环境和经济效益，但还存在SO2吸收效率低，能耗高，成本大等缺点。
[0005]CN1043269公开了一种以二胺盐作为可循环的二氧化硫气体吸收剂的方法。
[0006]CN101274204公开了一种以有机阳离子和无机阴离子为主的溶液作为可循环的二氧化硫气体吸收剂的方法。
[0007]CN101721884公开了一种以哌嗪类化合物作为可循环的二氧化硫气体吸收剂的方法。
[0008]CN101537300公开了一种阳离子为多氮直链胺类的离子液体作为可循环的二氧化硫气体吸收剂方法。
[0009]然而，上述方法均存在吸收容量偏小、再生能耗较高、溶剂价格高等缺点。
【发明内容】
[0010]为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种通过哌嗪、水与环氧乙烷反应的产物与棚酸反应得到的有机胺盐为主要成分制成的吸收效率高、无二次污染、能耗低、可再生的二氧化硫的吸收剂及从工业废气中回收二氧化硫的方法。
[0011]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂，所述吸收剂按下述步骤制得:
(1)将哌嗪与水混合并搅拌均匀，然后在搅拌状态下加入环氧乙烷反应；
(2)将步骤(I)所得的反应产物与硼酸进行反应，得到有机胺盐；
(3)将步骤(2)所得的有机胺盐溶于水制成胺盐水溶液制得吸收剂。
[0012]所述步骤(I)中哌嗪、环氧乙烷、水的摩尔比例为1: (1.2-1.5): (2-4)。
[0013]所述步骤(I)中在氮气氛围下加入环氧乙烷；所述环氧乙烷从开始加入到全部加完的时间为0.5-1.5小时。[0014]所述步骤(I)的反应压力为0.1-0.4MPa，反应温度为60-100°C，所述从加入环氧乙烷开始到反应结束的反应总时间为3-5小时。
[0015]所述步骤(2)中硼酸的量为哌嗪物质的量的0.1%_5%，所述步骤(I)所得的反应产物与硼酸的反应时间为0.2-3小时。
[0016]所述步骤(3)中胺盐水溶液的质量百分浓度为4%_35%。
[0017]所述步骤(3)中还可以添加腐蚀抑制剂、抗氧剂、消泡剂。
[0018]本发明还提供了 一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂回收二氧化硫的方法，具体是:将吸收剂与含有二氧化硫气体的气流逆流接触，使二氧化硫溶于吸收剂。
[0019]所述的吸收剂与含有二氧化硫气体的气流逆流接触吸收二氧化硫后得到的吸收液通过与蒸汽接触后可循环使用。
[0020]相对于现有技术，本发明的优点是:
(1)吸收剂采用三步法制得，原料种类少，制备方法简单，周期短，溶剂价格低，生产成本低；
(2)本制备方法只在第一步和第二步产生反应，反应物质少，条件简单，容易控制，反应效率高，反应副产物少，收得率高；
(3)吸收剂使用方便，同时吸收容量大，回收二氧化硫彻底，吸收效率在99%同时可再生从而得以循环利用，且再生能耗低。
[0021]综上，本发明提供的吸收剂原料种类少，制备简单，使用方便，吸收效果好，吸收率在99%以上。
【具体实施方式】
[0022]以下通过实施实例对本发明作进一步说明，其目的是为了更好地理解本发明的内容，但其并不限制本发明的保护范围。
[0023]实施例1
在装有温度计、搅拌器、加料器、冷却器的反应釜中，依次加入哌嗪IOOmo 1、水250 mo I，搅拌均匀后，将反应釜内的空气以氮气置换并维持氮气气流，在搅拌状态下滴加环氧乙烷125mol, I小时滴加完毕，再反应3小时，并控制反应温度为80°C，反应时的压力0.2MPa，然后向反应物中加入硼酸20g，反应0.5小时，得到有机胺盐。将该有机胺盐溶解于水，制成质量百分浓度为20%的有机胺盐水溶液即制得吸收剂。
[0024]实施例2
在装有温度计、搅拌器、加料器、冷却器的反应釜中，依次加入哌嗪I OOmo 1、水200 mo I，搅拌均匀后，将反应釜内的空气以氮气置换并维持氮气气流，在搅拌状态下滴加环氧乙烷120 mol，控制反应温度为60°C，使反应时的压力0.1MPa，I小时滴加完毕，再反应2小时，然后向反应物中加入硼酸18g，反应1.5小时，得到有机胺盐。将该有机胺胺盐溶解于水，制成质量百分浓度为4%的有机胺盐水溶液即制得吸收剂。
[0025]实施例3
在装有温度计、搅拌器、加料器、冷却器的反应爸中，依次加入哌嗪IOOmo1、水400 mol,搅拌均匀后，将反应釜内的空气以氮气置换并维持氮气气流，在搅拌状态下滴加环氧乙烷150 mol，控制反应温度为100°C，使反应时的压力0.4MPa，1.5小时滴加完毕，再反应3.5小时，然后向反应物中加入硼酸20g，反应3小时，得到有机胺盐。将该有机胺胺盐溶解于水，制成质量百分浓度为35%的有机胺盐水溶液即制得吸收剂。
[0026]具体吸收方法为；
在一试验装置上对上述三组吸收剂的操作性能进行直接测量。
[0027]将配制好的三种含有不同含量的二氧化硫的原料气分别从吸收塔底部进入，与从吸收塔顶进入的胺盐水溶液吸收剂逆流接触，原料气中的酸气包括二氧化硫被吸收，经过吸收剂净化后的气体从塔顶出来进入气液分离器回收所夹带的液滴后直接排放空气中。
[0028]吸收了二氧化硫的吸收剂从吸收塔底引出至再生塔顶部，在再生塔中与上升的蒸汽逆流接触而获得再生。再生后的吸收剂经冷却后送入吸收塔顶进行吸收。
[0029]在气体流量一定，本吸收剂处理不同硫含量原料气的结果见表一。
[0030]表一:不同原料气米用不同的实施例制得的吸收剂的试验结果
【权利要求】
1.一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂，其特征在于:所述吸收剂按下述步骤制得: (1)将哌嗪与水混合并搅拌均匀，然后在搅拌状态下加入环氧乙烷反应； (2)将步骤(I)所得的反应产物与硼酸进行反应，得到有机胺盐； (3)将步骤(2)所得的有机胺盐溶于水制成胺盐水溶液制得吸收剂。
2.根据权利要求1所述的一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂，其特征在于:所述步骤(I)中哌嗪、环氧乙烷、水的摩尔比例为1: (1.2-1.5): (2-4)。
3.根据权利要求1所述的一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂，其特征在于:所述步骤(I)中在氮气氛围下加入环氧乙烷；所述环氧乙烷从开始加入到全部加完的时间为0.5-1.5 小时。
4.根据权利要求1所述的一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂，其特征在于:所述步骤(I)的反应压力为0.1-0.4MPa，反应温度为60-100°C，所述从加入环氧乙烷开始到反应结束的反应总时间为3-5小时。
5.根据权利要求1所述的一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂，其特征在于:所述步骤(2)中硼酸的量为哌嗪物质的量的0.1%_5%，所述步骤(I)所得的反应产物与硼酸的反应时间为0.2-3小时。
6.根据权利要求1所述的一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂，其特征在于:所述步骤(3)中胺盐水溶液的质量百分浓度为4%-35%。
7.根据权利要求1所述的一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂，其特征在于:所述步骤(3 )中还可以添加腐蚀抑制剂、抗氧剂、消泡剂。
8.根据权利要求1所述的一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂回收二氧化硫的方法，其特征在于:将吸收剂与含有二氧化硫气体的气流逆流接触，使二氧化硫溶于吸收剂。
9.根据权利要求8所述的一种从工业废气中回收二氧化硫的吸收剂回收二氧化硫的方法，其特征在于:所述的吸收剂与含有二氧化硫气体的气流逆流接触吸收二氧化硫后得到的吸收液通过与蒸汽接触后可循环使用。
【文档编号】B01D53/14GK103908872SQ201410134925
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】武乔章, 林敏
申请人:泰兴电除尘设备厂有限公司