一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法
【專利摘要】本發(fā)明具體涉及一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法，包括以下步驟：先將哌嗪與水混合并攪拌均勻，然后在攪拌狀態(tài)下加入環(huán)氧乙烷反應(yīng)；將上述所得的反應(yīng)產(chǎn)物與硼酸進(jìn)行反應(yīng)，制得有機(jī)胺鹽；將制得的有機(jī)胺鹽溶于水制成胺鹽水溶液制得吸收二氧化硫的吸收劑；將胺鹽水溶液吸收劑與含有二氧化硫氣體的氣流逆流接觸，使二氧化硫溶于吸收劑。本發(fā)明具有方法簡單，周期短，溶劑價(jià)格低，回收成本低，反應(yīng)效率高，反應(yīng)副產(chǎn)物少，收得率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)吸收劑吸收容量大，回收二氧化硫徹底，可再生并循環(huán)利用，且再生能耗低。
【專利說明】一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬氣體凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用胺鹽溶液吸收劑從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化硫是硫排放的重要途徑，是大氣污染的主要?dú)怏w之一，已引起人們的廣泛關(guān)注。煙氣脫硫是減少硫排放的有效方法，世界各國從20世紀(jì)50年代開始研究脫硫技術(shù)，至今脫硫技術(shù)已達(dá)200多種，主要的方法有濕法脫硫、半干法脫硫、干法脫硫、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法脫硫、電子束法脫硫等多種脫硫工藝。
[0003]在目前工業(yè)應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)中，濕法特別是石灰石/石膏法最普遍，該方法雖然脫硫率高，吸收劑價(jià)廉易得，但是耗水量大，運(yùn)行中有廢水排出，脫硫石膏綜合利用在一些地方比較困難，脫硫副產(chǎn)品石膏大多閑置堆放，形成大量的固體和液體廢棄物，既占用寶貴的土地資源又造成二次污染，因此，需要開發(fā)低成本、資源化的脫硫方法。
[0004]其中，溶劑可再生的濕法脫硫技術(shù)通過脫硫劑的再生和循環(huán)使用，可以生成高濃度的SO2，具有較好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，但還存在SO2吸收效率低，能耗高，成本大等缺點(diǎn)。
[0005]CN1043269公開了一種以二胺鹽作為可循環(huán)的二氧化硫氣體吸收劑的方法。
[0006]CN101274204公開了一種以有機(jī)陽離子和無機(jī)陰離子為主的溶液作為可循環(huán)的二氧化硫氣體吸收劑的方法。
[0007]CN101721884公開了一種以哌嗪類化合物作為可循環(huán)的二氧化硫氣體吸收劑的方法。
[0008]CN101537300公開了一種陽離子為多氮直鏈胺類的離子液體作為可循環(huán)的二氧化硫氣體吸收劑方法。
[0009]然而，上述方法均存在吸收容量偏小、再生能耗較高、溶劑價(jià)格高等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提高吸收效率、避免吸收過程中的二次污染，降低吸收能耗，本發(fā)明提供了一種通過哌嗪、水與環(huán)氧乙烷反應(yīng)的產(chǎn)物與棚酸反應(yīng)得到的有機(jī)胺鹽制成的吸收劑回收二氧化硫的方法。
[0011]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法，包括以下步驟:
(1)將哌嗪與水混合并攪拌均勻，然后在攪拌狀態(tài)下加入環(huán)氧乙烷反應(yīng)；
(2)將步驟(I)所得的反應(yīng)產(chǎn)物與硼酸進(jìn)行反應(yīng)，得到有機(jī)胺鹽；
(3)將步驟(2)所得的有機(jī)胺鹽溶于水制成胺鹽水溶液制得吸收二氧化硫的吸收劑；
(4)將步驟(3)制得的吸收劑與含有二氧化硫氣體的氣流逆流接觸，使二氧化硫溶于吸收劑。
[0012]所述步驟(I)中哌嗪、環(huán)氧乙烷、水的摩爾比例為1: (1.2-1.5): (2-4)。[0013]所述步驟(I)中在氮?dú)夥諊录尤氕h(huán)氧乙烷；所述加入環(huán)氧乙烷的時(shí)間為
0.5-1.5 小時(shí)。
[0014]所述步驟(I)的反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa，反應(yīng)溫度為60-100°C，所述從加入環(huán)氧乙烷開始到反應(yīng)結(jié)束的反應(yīng)總時(shí)間為3-5小時(shí)。
[0015]所述步驟(2)中硼酸的量為哌嗪物質(zhì)的量的0.1%-5%，所述步驟(I)所得的反應(yīng)產(chǎn)物與硼酸的反應(yīng)時(shí)間為0.2-3小時(shí)。
[0016]所述步驟(3)中胺鹽水溶液的質(zhì)量百分濃度為4%_35%。
[0017]所述步驟(3)制得的吸收劑還可以添加腐蝕抑制劑、抗氧劑、消泡劑。
[0018]所述步驟(3)制得的吸收劑與含有二氧化硫氣體的氣流逆流接觸吸收二氧化硫后得到的吸收液通過與蒸汽接觸后可循環(huán)使用。
[0019]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本方法的優(yōu)點(diǎn)是:
(1)本方法只在第一步和第二步產(chǎn)生反應(yīng)，反應(yīng)物質(zhì)少，條件簡單，容易控制，反應(yīng)效率聞，反應(yīng)副廣物少，收得率聞;
(2)吸收劑使用方便，同時(shí)吸收容量大，回收二氧化硫徹底，吸收效率在99同時(shí)可再生從而得以循環(huán)利用，且再生能耗低。
[0020]綜上，本發(fā)明工藝簡單，制備方便，使用方便，吸收效果好，吸收率在99%以上?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]以下通過實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其目的是為了更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，但其并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022]實(shí)施例1
在裝有溫度計(jì)、攪拌器、加料器、冷卻器的反應(yīng)釜中，依次加入哌嗪IOOmo 1、水250 mo I，攪拌均勻后，將反應(yīng)釜內(nèi)的空氣以氮?dú)庵脫Q并維持氮?dú)鈿饬?，在攪拌狀態(tài)下滴加環(huán)氧乙烷125 mol, I小時(shí)滴加完畢，再反應(yīng)3小時(shí)，并控制反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時(shí)的壓力0.2MPa，然后向反應(yīng)物中加入硼酸20g，反應(yīng)0.5小時(shí)，得到有機(jī)胺鹽。將該有機(jī)胺鹽溶解于水，制成質(zhì)量百分濃度為20%的有機(jī)胺鹽水溶液制得回收二氧化硫的吸收劑。將胺鹽水溶液吸收劑從吸收塔頂部進(jìn)入吸收塔，然后將三種二氧化硫含量不同的含有二氧化硫的原料氣以相同氣流量分別從吸收塔底部進(jìn)入，與從吸收塔頂進(jìn)入的胺鹽水溶液吸收劑逆流接觸，原料氣中的酸氣被吸收，經(jīng)過吸收劑凈化后的氣體從塔頂出來進(jìn)入氣液分離器回收所夾帶的液滴后直接排放空氣中，除去二氧化硫后的氣體中的二氧化硫的含量經(jīng)檢測(cè)如表I。
[0023]吸收了二氧化硫的吸收劑從吸收塔底引出至再生塔頂部，在再生塔中與上升的蒸汽逆流接觸而獲得再生。再生后的吸收劑經(jīng)冷卻后送入吸收塔頂進(jìn)行再次吸收二氧化硫。
[0024]表1:不同原料氣吸收二氧化硫后二氧化硫的含量
【權(quán)利要求】
1.一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將哌嗪與水混合并攪拌均勻，然后在攪拌狀態(tài)下加入環(huán)氧乙烷反應(yīng)； (2)將步驟(I)所得的反應(yīng)產(chǎn)物與硼酸進(jìn)行反應(yīng)，得到有機(jī)胺鹽； (3)將步驟(2)所得的有機(jī)胺鹽溶于水制成胺鹽水溶液制得吸收二氧化硫的吸收劑； (4)將步驟(3)制得的吸收劑與含有二氧化硫氣體的氣流逆流接觸，使二氧化硫溶于吸收劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法，其特征在于:所述步驟(I)中哌嗪、環(huán)氧乙烷、水的摩爾比例為1: (1.2-1.5): (2-4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法，其特征在于:所述步驟(I)中在氮?dú)夥諊录尤氕h(huán)氧乙烷；所述加入環(huán)氧乙烷的時(shí)間為0.5-1.5小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法，其特征在于:所述步驟(I)的反應(yīng)壓力為0.1-0.4MPa，反應(yīng)溫度為60-100°C，所述從加入環(huán)氧乙烷開始到反應(yīng)結(jié)束的反應(yīng)總時(shí)間為3-5小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法，其特征在于:所述步驟(2)中硼酸的量為哌嗪物質(zhì)的量的0.1%_5%，所述步驟(I)所得的反應(yīng)產(chǎn)物與硼酸的反應(yīng)時(shí)間為0.2-3小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法，其特征在于:所述步驟(3)中胺鹽水溶液的質(zhì)量百分濃度為4%-35%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法，其特征在于:所述步驟(3)制得的吸收劑還可以添加腐蝕抑制劑、抗氧劑、消泡劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從工業(yè)廢氣中回收二氧化硫的方法，其特征在于:所述步驟(3)制得的吸收劑與含有二氧化硫氣體的氣流逆流接觸吸收二氧化硫后得到的吸收液通過與蒸汽接觸后可循環(huán)使用。
【文檔編號(hào)】B01D53/14GK103908873SQ201410134956
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】武喬章, 林敏
申請(qǐng)人:泰興電除塵設(shè)備廠有限公司