[发明专利]一种绿色高效可循环的SO2气体吸收剂及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种气体吸收剂及其制备方法，具体地说是一种可循环使用的SO₂气体吸收剂及其制备与吸附脱附处理。

二、背景技术

SO₂是一种酸性气体，在大气中可以转化生成含硫的酸性物质等污染物，对人体健康和生态环境产生有害的影响。近年来，我国大气SO₂污染相当严重，导致我国已成为世界上SO₂污染最严重的国家之一。如何经济有效地控制燃煤过程和工业烟气中SO₂的排放，是我国乃至世界能源和环保领域急需解决的关键性问题。烟气脱硫技术(FGD)被认为是控制燃煤SO₂排放最有效的途径之一。目前SO₂处理的方法主要可分为：1、钙法(以石灰石/石灰-石膏为主)；2、氨法(氨或碳铵)；3、镁法(氧化镁)；4、钠法(碳酸钠、氢氧化钠)；5、有机碱法；6、活性炭法；7、海水法等。这些工艺及装置存在着运行费用高、占地面积大、废水排放、设备和管道易结垢的问题；同时有些方法的副产石膏或其它产品，销售非常困难，大部分方法在脱硫时产生的物质无法利用，只好将其抛弃，对硫资源造成极大浪费；此外，在脱硫过程中还常常存在二次污染的问题。因此，开发符合国情，简单经济适用，具有自主知识产权脱硫技术乃当务之急，是我国脱硫技术及设备国产化的必经之路。

离子液体是近年发展起来的一种新型物质。离子液体主要有阳离子和阴离子构成，不同结构的阳离子和阴离子组合，产生性质不同的离子液体。离子液体是一类可以在室温及邻近范围为液态的离子型物质，被称为“绿色可设计溶剂”。离子液体脱硫技术能克服传统脱硫方法的缺点，具有较大的应用前景。基于离子液体具有优良的可设计性，通过采用不同的阳、阴离子组合来调节离子液体的物理和化学性质，获得能吸收SO₂的离子液体。基于离子液体的液态温度范围宽、溶解范围广、蒸汽压低、稳定性好、酸碱性可调和易于循环利用性质，可以获得绿色高效可循环的吸收SO₂气体的吸收剂及其吸脱附处理技术。

基于环境保护要求，已有人用液体作为SO₂气体吸收剂。申请号为200510069406.6专利文献中合成液体吸收剂，采用该类液体吸收SO₂气体。而合成的物质为醇胺羧酸盐，其阳离子是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和二苷醇胺，阴离子是乙酸和乳酸。申请号为200510073345.0专利文献利用氨基酸类离子液体吸收酸性气体，主要是用来吸收CO₂气体，没有SO₂吸收实施例，制备得到的氨基酸类离子液体成本高，不利于工业化。该专利文献合成氨基酸离子液体是一种咪唑型离子液体，是将氨基酸作为一个基团，接在五元环的一个氮原子上。

三、发明内容

本发明旨在提供一种绿色高效且可循环使用的离子液体作为SO₂气体的吸收剂及其相应的吸、脱附处理方法，所要解决的技术问题是遴选适宜的胺类阳离子和羧酸阴离子并构建相应的制备方法。

本发明所称的SO₂气体吸收剂为离子液体吸收剂，是以下化学式所示的胺的二元羧酸盐：

式中R₁、R₂、R₃选自C₁～C₈的直链或者支链烃基或者有羟基或烯基取代的烃基或者为氢(H)，R₁、R₂、R₃可以相同，也可以不相同，且只能有一个为氢(H)。

R₅、R₆、R₇选自C₁～C₈的直链或支链烃基或者有羟基或烯基取代的烃基或者为氢(H)，R₅、R₆、R₇可以相同，也可以不相同，且只能有一个为氢(H)。

R₄选自C_nH_2n-2或者C_mH_2m的直链或者支链的饱和或不饱和烃基或者有羟基取代的烃基，其中n＝2～8、m＝0～8。