[发明专利]检测脱硫有机组分流失的方法及可再生烟气脱硫工艺

说明书

技术领域

本发明涉及检测分析技术领域，更具体地讲，涉及一种检测烟气脱硫系统脱硫有机组分流失途径和流失量的方法，以及一种采用该方法来对烟气脱硫工艺过程中的脱硫有机组分的流失情况进行实时监测的可再生烟气脱硫工艺。

背景技术

在现有技术中，烟气脱硫工艺通常使用脱硫溶液（例如，有机胺脱硫溶液等）在较低温度下吸收烟气中的硫氧化物（例如，二氧化硫和三氧化硫），然后在较高温度下解吸脱硫溶液中吸收的硫氧化物，以获得较高纯度的硫氧化物气体，并同时得到恢复了吸收硫氧化物能力的脱硫溶液，也就是说，烟气脱硫工艺中的脱硫溶液可循环使用，故而，烟气脱硫工艺可以循环进行，因此，通常也将其称为可再生烟气脱硫工艺。通常，烟气脱硫系统是用于所述烟气脱硫工艺的相关设备和物料的总和。烟气脱硫工艺广泛用于处理工业（包括冶金、烧结、电厂锅炉等）生产中所排放的烟气，这对减少烟气中的硫氧化物造成的环境污染具有重要意义，而且能够回收利用烟气中含有的硫氧化物并将其用于生产硫酸或硫磺等工业原料。此外，可再生烟气脱硫工艺消除了传统的石灰石-石膏湿法等烟气脱硫技术的工艺缺点，避免了产生新的固体废弃污染物或新增排放温室气体二氧化碳等副作用。

通常，脱硫溶液中均含有能够在较低温度下吸收烟气中的硫氧化物（包括二氧化硫和三氧化硫）并能够在较高温度下解吸硫氧化物的有机组分（本文中，称为脱硫有机组分），这也是脱硫溶液的核心成分。

例如，以有机胺脱硫溶液来讲，其主要是采用有机胺类有机试剂中的一种或多种按照一定浓度比例关系溶解于水中并添加有少量活化剂、抗氧化剂等配制而成的烟气脱硫溶液，利用该烟气脱硫溶液在不同pH值和温度等介质条件下对二氧化硫气体具有良好的吸收和解吸能力，在低温和高pH值条件下下吸收二氧化硫，然后在高温和代pH值条件下将脱硫溶液中的二氧化硫再生解吸出来用于生产硫酸等产品，从而达到循环脱除和回收利用烟气中二氧化硫的目的。

具体来讲，有机胺一般是指有机类物质与氨发生化学反应生成的有机类物质，分为脂肪胺类、醇胺类、酰胺类、脂环胺类、芳香胺类、萘系胺类和其它胺类等七大类。本领域公知的有机胺类有机试剂通常包括：甲胺、乙胺、正丙胺、叔丁胺基乙醇（TBE）、叔丁胺基乙氧基乙醇（TBEE）、2-派啶乙醇（PE）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP）、一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、三乙醇胺、正丙醇胺、二异丙醇胺（DIPA）、二甲基甲酰胺（DMF）、N-甲基一乙醇胺（MMEA）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）、羟乙基乙二胺（AEE）、N-叔丁胺基一乙醇胺（TBMEA）、N-正丁胺基一乙醇胺（BMEA）、TETA（三乙烯四胺）、DETA（二乙烯三胺）、环丁砜（SF）、4-(2-羟乙基)-2-哌嗪酮、羟乙基派嗪、二甲基亚砜(DMSO)、硫脲、二甲基硫脲、1,4-丁二硫醇或硫代二甘醇等有机试剂。

然而，对于以含有脱硫有机组分的脱硫溶液来说，在实施运用过程中为实现脱硫系统的平稳运行并降低生产运营成本，需要重点解决的难题之一就是脱硫溶液的流失损耗。因为烟气脱硫系统在吸收、解吸、树脂脱盐等关键工序环节和部位将产生大量的吸收塔冷凝水、吸收塔降水、树脂洗涤水、解吸塔冷凝水等多种水溶液，以及存在脱硫系统在吸收和解吸二氧化硫以后脱硫贫液、脱硫富液之间的转换。因此，需要及时监测分析并有效控制这些溶液中所含有脱硫有机组分的浓度含量，从而为分析、判别和阻断脱硫溶液流失的原因及其途径，并且为决策这些水溶液是外排或回收回到脱硫循环体系，以及为向脱硫系统补充新鲜脱硫溶液的时机及其数量等工艺调控提供检测技术支撑和检验数据依据。

目前，现有技术主要是首先通过蒸馏、萃取等富集分离技术预处理待测溶液，用以分离消除样品溶液中共存的较高浓度硫酸根、亚硫酸根、碳酸根、氯根、硝酸根等无机阴离子，以及铁、铜、镍、铬、钙、镁、钠等金属阳离子对测定造成的严重干扰影响，然后再采用红外光谱、气相或液相色谱、气相或液相色谱－质谱联用、核磁共振波谱等有机分析技术测定溶液中脱硫有机组分的浓度。其基本原理多是通过直接测定溶液中存在的脱硫有机组分的分子量、分子结构或官能团，从而识别判定和定量计算相应脱硫有机胺组分的浓度分量。该类分析方法操作复杂繁琐，色谱柱等检测仪器材料消耗大，检验流程长，通常分析一个样品需要6～12小时，难以满足实时监控脱硫系统现场运行状况的需要。此外，对于现有的气相色谱-质谱联用（GC－MS）分析方法而言，其在检测过程中，水分对价格昂贵的毛细管色谱柱的损害极大，样品蒸馏分离预处理复杂耗时，离子源、毛细管柱、进样系统、四极杠质谱分离系统等仪器维护频率大、成本高，检验周期及分析成本较高。