[发明专利]室温离子液体、脱除尾气中二氧化硫和二氧化碳的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及化学工程技术领域，具体而言，涉及一种室温离子液体、室温液体脱除尾气中二氧化硫和二氧化碳的方法及装置。

背景技术

电厂尾气中含有大量的CO₂和SO₂，如果不加处理直接排放，对大气环境会造成极大的污染。目前，对电厂尾气主要采用碳捕捉技术和脱硫工艺技术(FGD)进行处理。

目前的碳捕捉技术主要采用化学吸附法。二氧化碳会和胺类物质发生反应，二者在低温情况下结合，在高温中分离。一般可以使含二氧化碳的废气通过胺液，分离出其中的二氧化碳，之后在适当地方通过加热胺液再将二氧化碳释放。现今少数进行商用碳捕捉的煤电厂都使用单乙醇胺作为二氧化碳吸收剂。但单乙醇胺具有腐蚀性，这种方法也需要使用大型设备，并且只有在二氧化碳处于轻微至中等压力下才有效。因此，其成本、效率都不是很理想。

目前，烟气脱硫工艺技术(FGD)有上百种，但是具有实用价值的仅十几种，它们分别适用于不同的场合和要求。按脱硫过程及产物的干湿形态，烟气脱硫技术可分为湿法、半干法和干法等工艺。从脱硫副产物是否能得到回收的角度，烟气脱硫技术可分为抛弃法和再生回收法两大类，前者脱硫得到的物料(副产物)没有回收价值或者目前还难以回收，只能直接排放；后者则将脱硫副产物以硫酸、硫磺或各种硫酸盐的形式加以回收。

干法/半干法烟气脱硫技术主要有旋转喷雾干燥法、炉内喷钙尾部烟气增湿法、循环流化床烟气脱硫技术、循环悬浮式半干法等，由于其副产品(脱硫灰)与粉煤灰在理化性质上的不同，只能得到低级的利用，因此通常把这些技术都归属于抛弃法的范畴。相对湿法脱硫技术，传统的干法脱硫效率较低，一般为70％～80％，对于SO₂排放标准较严的地区适用性较差，近年来新开发的一些半干法技术，兼有干法与湿法的一些特点，既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高(达90％以上)的优点，又具有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优点，而受到人们广泛的关注。

湿法烟气脱硫技术为目前使用范围较广泛的方法，占脱硫设施总量的80％以上，它具有脱硫效率高、吸收剂利用率高等优点。由于碱性吸收剂的不同，又可细分为石灰石－石膏湿法、氧化镁法及氨法等。石灰石－石膏湿法：由于我国天然石膏储量丰富，加上目前大型电厂采用石灰石－石膏湿法脱硫技术产生的副产物(石膏)产量较大，给副产物(石膏)的综合利用带来了较大困难，如果堆放在堆渣场等待处理，也易形成二次污染，所以该法还属于抛弃法的范畴；同时为防止脱硫塔及系统腐蚀，需定期排放高浓度Cl离子废水(塔内Cl离子浓度控制小于20000ppm)，并进行处理以达到排放标准要求，这就导致了该工艺流程较长、系统阻力大、废水较难处理，占地面积，投资运行费用高。由于脱硫剂及脱硫产物具有较强磨损和腐蚀性，给运行管理及清洁生产造成了较大的麻烦。

传统的工艺较为成熟，但存在以下几个缺点：1)湿法脱硫工艺流程较长、系统阻力大、废水较难处理，占地面积大，吸收剂Ca(OH)₂价格较高，投资运行费用高；2)干法脱硫工艺石灰石需加工成40μm以下的粉体，运行费用较高。

针对电厂脱除尾气中二氧化硫和二氧化碳的问题，由于传统脱除方法存在上述缺点，需要开发一种高效、低成本的新型脱除二氧化硫和二氧化碳方法，降低回收费用，达到减少染污的目的。

发明内容

本发明旨在提供一种室温离子液体、室温液体脱除尾气中二氧化硫和二氧化碳的方法及装置，以解决现有技术中脱除尾气中二氧化硫和二氧化碳工艺复杂、成本高的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种脱除尾气中二氧化硫和二氧化碳的方法。该方法包括采用室温离子液体对尾气中的二氧化硫和二氧化碳进行脱除，室温离子液体包括30～95重量份的上相室温离子液体A和5～70重量份下相室温离子液体B；其中，上相室温离子液体A包括的阳离子为吡咯盐离子或季铵盐离子，阴离子为四氟硼酸根离子或六氟磷酸根离子；下相室温离子液体B为[C_nmim]Br/FeCl₃、[C_nmim]BF₄/FeCl₃、或[C_nmim]PF₆/FeCl₃，其中，n＝4，6，8，10或12。