一種膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及液氣分離領(lǐng)域，特別是涉及煙氣的脫硫領(lǐng)域，更為具體的說是涉及一種膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑。本發(fā)明的目的在于提供一種能用于膜接觸器吸收的二氧化硫吸收劑。本發(fā)明公開了的有機(jī)酸鹽水溶液由檸檬酸鹽和氨基酸鹽的水溶液組成，所述檸檬酸鹽與氨基酸鹽的混合摩爾比為1：（0.5~3.0）。本發(fā)明提出的復(fù)合型捕集劑化學(xué)穩(wěn)定性好，發(fā)泡性小，粘度小，原料來源豐富，易購買，價(jià)格便宜。應(yīng)用本發(fā)明公開的捕集劑的脫硫工藝具有高傳質(zhì)系數(shù)，氣液流動(dòng)無擾動(dòng)，傳質(zhì)阻力小，脫硫率高，操作方便，操作彈性大，不產(chǎn)生二次污染，能在膜接觸器中穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】一種膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液氣分離領(lǐng)域，特別是涉及煙氣的脫硫領(lǐng)域，更為具體的說是涉及一 種膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]燃煤電廠、冶金行業(yè)等煙氣中的SO2是大氣主要污染物之一，是酸雨的形成源。隨 著環(huán)境保護(hù)對(duì)大氣污染物排放要求的日益提高，在煙氣脫硫凈化中，如何合理選用脫硫工 藝，以較低投資和運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到煙氣脫硫后SO2排放量符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，是燃煤 電廠、冶金行業(yè)等煙氣脫硫健康發(fā)展的關(guān)鍵問題。因此，各種高性能SO2吸收劑的開發(fā)是此 領(lǐng)域研究的主題之一，近幾年來，復(fù)合吸收劑由于其獨(dú)特的性能已成為酸性氣體吸收劑研 究與開發(fā)的熱門課題。
[0004]煙氣脫硫(Flue gas desulfurization,簡(jiǎn)稱FGD)技術(shù)中，按脫硫劑的種類常見 的方法有:以CaCO3 (石灰石)為基礎(chǔ)的鈣法，以MgO為基礎(chǔ)的鎂法，以Na2SO3為基礎(chǔ)的鈉法， 以NH3為基礎(chǔ)的氨法，以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。世界上90%以上的商業(yè)化煙氣脫硫采 用鈣法脫硫技術(shù)，鈣法分為濕法、干法和半干(半濕)法。濕法技術(shù)是采用含有吸收劑的溶液 或漿液處理含硫煙氣，該法具有脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡(jiǎn)單、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，但普遍存 在腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高及造成二次污染等問題。干法技術(shù)是吸收過程和產(chǎn)物的處理 均在無水狀態(tài)下進(jìn)行，該法具有無廢酸污水排出、設(shè)備腐蝕較輕，煙氣溫度無明顯降低、二 次污染少等優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率低，反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大等問題。半干法技術(shù)是指脫 硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫、在濕狀態(tài)下再生(如水洗活性炭再生流程)，或者在濕狀態(tài)下脫硫、 在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物(如噴霧干燥法)的煙氣脫硫技術(shù)。特別是在濕狀態(tài)下脫硫、在干 狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，又有干 法無污水廢酸排出、脫硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)勢(shì)而受到人們廣泛的關(guān)注。在化學(xué)吸收煙氣 脫硫中，吸收劑的性能從根本上決定了 SO2吸收操作的效率，因而對(duì)吸收劑的性能有很高的 要求。對(duì)于煙氣進(jìn)行化學(xué)吸收SO2的過程，為了強(qiáng)化傳質(zhì)過程，提高脫硫效率，降低設(shè)備的 投資和運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)脫硫裝置和操作也必須具備一定的要求。
[0005]復(fù)合吸收劑兼容了單一吸收劑的優(yōu)良性能，在吸收過程中可提供更高的傳質(zhì)推動(dòng) 力、更高的吸收容量、更高的吸收速率和再生速率。因此復(fù)合吸收劑具有更高的優(yōu)良性能， 在煙氣脫硫領(lǐng)域已得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。
[0006]膜氣體吸收技術(shù)(簡(jiǎn)稱膜吸收)作為膜分離與溶劑吸收氣體技術(shù)相結(jié)合的新型氣 體分離過程，采用膜接觸器作為脫硫裝置，其具有穩(wěn)定的傳質(zhì)界面、高比表面積、高傳質(zhì)效 率，能耗低，裝置體積小，操作穩(wěn)定和彈性大等優(yōu)勢(shì)；膜接觸器中的微孔膜僅僅是氣液兩相 之間的屏障，對(duì)氣體的分離無選擇性，吸收劑在分離過程中提供了高選擇性和高驅(qū)動(dòng)力。因 此開發(fā)與膜材質(zhì)相兼容的高性能吸收劑具有特別重要的意義。目前，用于膜接觸器吸收SO2 復(fù)合吸收劑較少，吸收性能也需要提高。我們?cè)谀の誗O2復(fù)合吸收劑方面做了大量實(shí)驗(yàn)研究工作，提出了新穎高效的復(fù)合吸收劑，目前在煙氣凈化SO2領(lǐng)域未見使用和報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種能用于膜接觸器吸收的二氧化硫吸收劑。
[0008]具體的方案如下:
1、一種膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑，由檸檬酸鹽和氨基酸鹽的水溶液組成，所述檸檬酸鹽與氨基酸鹽的混合摩爾比為1:(0.5-2.5)。
[0009]2、所述氨基酸鹽為丙氨酸鹽或者甘氨酸鹽中的任意一種或者兩種的混合物。
[0010]3、所述氨基酸鹽為鈉鹽或者是鉀鹽。
[0011]4、所述檸檬酸鹽為檸檬酸鈉或者檸檬酸鉀。
[0012]5、所述捕集劑為檸檬酸鈉與丙氨酸鈉的水溶液，或者為檸檬酸鈉與丙氨酸鉀的水溶液，或者為檸檬酸鉀與丙氨酸鈉的水溶液，或者為檸檬酸鉀與丙氨酸鈉的水溶液，或者為檸檬酸鈉與甘氨酸鈉的水溶液，或者為檸檬酸鈉與甘氨酸鉀的水溶液，或者為檸檬酸鉀與甘氨酸鈉的水溶液，或者為檸檬酸鉀與甘氨酸鉀的水溶液。
[0013]6、所述捕集劑中檸檬酸鹽和氨基酸鹽的總濃度為0.1-3.0moI/Lο
[0014]7、所述捕集劑中檸檬酸鹽與氨基酸鹽的總濃度為0.5?2.0moI/Lο
[0015]8、所述檸檬酸鹽和氨基酸鹽摩爾比為1: (I?1.5)。
[0016]本發(fā)明提出的捕集劑化學(xué)穩(wěn)定性好，發(fā)泡性小，粘度小，原料來源豐富，易購買，價(jià)格便宜。應(yīng)用本發(fā)明公開的捕集劑脫硫工藝具有高傳質(zhì)系數(shù)，氣液流動(dòng)無擾動(dòng)，傳質(zhì)阻力小，脫硫率高，操作方便，操作彈性大，能在膜接觸器中穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)脫硫溶液不結(jié)垢，不堵塞，無腐蝕。本發(fā)明提出的復(fù)合型脫硫劑可以在膜接觸器中使用，當(dāng)然也可以在塔器類反應(yīng)器(如鼓泡塔、填料塔、板式塔等)中使用。
[0017]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為膜吸收SO2中捕集劑吸收性能評(píng)價(jià)裝置。
[0019]其中:
1-1 - N2氣體鋼瓶，1-2 - SO2氣體鋼瓶，2 —?dú)怏w質(zhì)控儀，3 —混合穩(wěn)流罐，4 一膜接觸器，5 —蠕動(dòng)計(jì)量泵，6 —第一溶液儲(chǔ)槽，7 —第二溶液儲(chǔ)槽，8 —紅外氣體分析儀，P —壓力計(jì)，A —取樣點(diǎn)。
[0020]
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022]實(shí)施例1
膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑的捕集吸收性能評(píng)價(jià)方法。
[0023]操作條件:室溫(19_22°C)，混合氣壓力0.1lMPa,膜傳質(zhì)面積1.5 m2，氣體流速
0.5-2 L/min，液體流速 200_500mL/min。
[0024]如圖1所示，分別來自N2氣體鋼瓶1-1和SO2氣體鋼瓶1-2的氣體經(jīng)氣體質(zhì)控儀2計(jì)量后，進(jìn)入混合穩(wěn)流罐3形成含0.1%-0.6% (體積百分?jǐn)?shù))的SO2混合氣，經(jīng)過氣流穩(wěn)流后的混合氣進(jìn)入膜接觸器4中，混合氣中SO2通過膜孔擴(kuò)散至膜另一側(cè)，被復(fù)合型捕集劑吸收，進(jìn)入液相，吸收后的氣相從膜接觸器另一端氣體出口放出，膜接觸器中的復(fù)合捕集劑來自第一溶液儲(chǔ)槽6。復(fù)合捕集劑由蠕動(dòng)計(jì)量泵5抽出，并將第一溶液儲(chǔ)槽6中的復(fù)合捕集劑送入膜接觸器4中，從而捕集擴(kuò)散過來的SO2。使用后的復(fù)合捕集劑被排出膜接觸器4，并被第二溶液儲(chǔ)槽7儲(chǔ)存。
[0025]氣相進(jìn)出口組成由紅外氣體分析儀8測(cè)定。溶液組分經(jīng)過取樣后，由液相色譜儀測(cè)定，液相SO2含量采用分光光度法測(cè)定。
[0026]評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):
總體積傳質(zhì)系數(shù)知3:
【權(quán)利要求】
1.一種膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑，其特征是所述溶液由檸檬酸鹽和氨基酸鹽的水溶液組成，所述檸檬酸鹽與氨基酸鹽的混合摩爾比為1:(0.5-2.5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑，其特征在于:所述氨基酸鹽為@-丙氨酸鹽或者甘氨酸鹽中的任意一種或者兩種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑，其特征在于:所述氨基酸鹽為鈉鹽或者是鉀鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑，其特征是:所述檸檬酸鹽為檸檬酸鈉或者檸檬酸鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑，其特征是:所述有機(jī)酸鹽水溶液為檸檬酸鈉與￠-丙氨酸鈉的水溶液，或者為檸檬酸鈉與￠-丙氨酸鉀的水溶液， 或者為檸檬酸鉀與￠-丙氨酸鈉的水溶液，或者為檸檬酸鉀與￠-丙氨酸鈉的水溶液，或者為檸檬酸鈉與甘氨酸鈉的水溶液，或者為檸檬酸鈉與甘氨酸鉀的水溶液，或者為檸檬酸鉀與甘氨酸鈉的水溶液，或者為檸檬酸鉀與甘氨酸鉀的水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的膜吸收二氧化硫復(fù)合型捕集劑，其特征是: 所述有機(jī)酸鹽水溶液中檸檬酸鹽和氨基酸鹽的總濃度為0.1-3.0mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于分離混合其中二氧化硫的有機(jī)酸鹽水溶液，其特征是: 所述有機(jī)酸鹽水溶液中檸檬酸鹽與氨基酸鹽的總濃度為0.5?2.0mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于分離混合其中二氧化硫的有機(jī)酸鹽水溶液，其特征是: 所述檸檬酸鹽和氨基酸鹽摩爾比為1:(I?1.5)。
【文檔編號(hào)】B01D53/22GK103432866SQ201310284607
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9日
【發(fā)明者】陸建剛, 潘偲, 陸春婷, 陳悅, 趙云龍, 張慧, 許正文 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)