羧酸根离子型吸收剂脱除烟气中二氧化硫

【作者】 张凯； 孙颖； 吴章进； 任树行； 侯玉翠； 吴卫泽；

【机构】 北京化工大学化学工程学院化工资源有效利用国家重点实验室； 太原师范学院化学系；

【摘要】 煤炭是我国的主要一次能源,大部分用于燃烧发电。由于煤中含有约1%的硫,因此在燃烧的烟气中含有大量的二氧化硫（SO₂）。如果将其排放将产生大量的环境污染。另一方面,我国是一个硫资源缺乏的国家,每年需要进口大量的硫磺和硫酸。因此将燃煤烟气中的SO₂进行脱除和回收具有重要的意义。而目前的钙法脱硫虽能脱除SO₂,但不能回收SO₂,且产生大量的废水。有机胺吸收法虽能脱除和回收SO₂,但有机胺的挥发性可能产生二次污染以及再生能耗高的问题,影响该技术的应用。离子型吸收剂具有不挥发性和可设计性,在烟气脱硫展现出很好的应用前景。本文针对烟气中的低浓度SO₂的吸收,设计合成了多种羧酸根离子型吸收剂,并将其应用在烟气脱硫。本文研究发现脱除SO₂的离子型吸收剂的脱硫作用主要在阴离子,当阴离子对应酸的酸性小于亚硫酸的酸性时,所合成的离子型吸收剂具有脱除低浓度SO₂的作用,在加热和减压的情况下,吸收的SO₂被解吸,离子型吸收剂得到再生。在此基础上,我们设计合成了多种离子型吸收剂,包括羧酸根阴离子型离子液体、羧酸根内盐型低共熔溶剂、羧酸根阴离子金属盐水溶液吸收剂,考察了吸收条件（温度、SO₂浓度、时间、吸收剂的组成等）对这些吸收剂吸收SO₂的影响,认识了吸收的机理,研究了吸收过程中吸收剂的物性变化,以及吸收剂的长时间使用稳定性实验。对吸收剂在吸收SO₂过程中存在的问题,如SO₂的氧化及硫酸脱除、吸收剂的降解等进行了分析。为羧酸根离子型吸收剂在烟气脱硫方面的应用提供了理论依据。更多还原