[发明专利]循环吸收天然气尾气中二氧化硫气体的吸收剂及其应用

说明书

本发明公开了一种循环吸收天然气尾气中二氧化硫气体的吸收剂及其应用，以质量百分比计，所述吸收剂包括30～60wt％的环状叔胺类化合物、5～10wt％的脱硫强化剂、10～30wt％的助溶剂、0.5～3wt％的活化剂、1～2wt％的抗氧化剂、0.5～2wt％的缓蚀剂和余量的水。所述应用为将上述吸收剂应用于脱除天然气尾气中的二氧化硫气体，吸收温度为20～70℃。本发明利用环状叔胺类化合物对二氧化硫吸收容量大与解吸能耗低的结构特点，同时通过加入相应的助剂，使吸收液对二氧化硫的吸收具有高效性和专一性；该吸收剂可以从天然气尾气中选择性地脱除SO₂，大幅降低气体净化成本，有利于再生酸气的后续利用。

技术领域

本发明属于环境保护和气体净化的技术领域，更具体地讲，涉及一种循环吸收天然气尾气中二氧化硫气体的吸收剂及其应用。

背景技术

二氧化硫是无色且具有强烈刺激性气味的气体，是目前主要的空气污染物之一，会对人体健康和环境造成极大危害，也是近年来酸雨、雾霾等恶劣天气的主要成因之一。随着我国经济的高速发展，火电、矿物冶炼、石油天然气的开采炼制等主要工业规模逐年递增，生产过程中以SO₂为主的污染气体排放量同步激增。我国自1995年超过欧洲和美国成为世界SO₂排放第一大国，年均排放总量超过62.3％的城市环境空气SO₂浓度超过国家环境空气质量二级标准，减少二氧化硫的排放非常重要。

目前以有机胺为主体的可再生SO₂吸收剂可以分为两类，一类是酸碱吸收剂，利用酸碱反应吸收SO₂，如CN105126587A中脱硫剂为氢氧化钠溶液、碱液中的一种或多种；CN104083990A、CN103521035A、CN105983310A、US6342169、US2106446中都是在有机多元胺吸收剂中加入酸反应了多元胺中胺基，调节吸收剂pH，大大影响了吸收剂吸收二氧化硫的容量，同时加大了对设备的腐蚀程度。第二类是离子液体吸收剂，可以分为三种：一种是无水离子液体，利用N-H键插入二氧化硫可逆地形成磺酰胺结构，如CN101537300A中公开了以有机多元胺类为吸收剂；第二种是离子液体水溶液，这一类吸收剂同时存在酸碱反应和N-H键插入吸收，如CN101829475A、CN104174255A中公开了碳酰胺或二元胺有机酸形成离子；第三种是金属基离子液体，如CN105642096A、CN102553436A中公开了一种铁离子基液体吸收剂。

上述SO₂吸收剂在吸收SO₂时存在下列问题：(1)酸碱SO₂吸收液在吸收SO₂的同时，易造成设备的腐蚀；(2)N-H键易被氧化从而从使吸收剂吸收容量下降；(3)在吸收SO₂的同时，并未有效避免吸收尾气中的CO₂等酸性气体的吸收，会使SO₂的吸收容量变小，吸收剂对SO₂的吸收效率会很快降低，导致溶剂循环量增大，也不利于再生酸气的后续利用；(4)吸收剂吸收二氧化硫形成较为稳定的结构，解吸温度较高造成了高能耗。目前还未有报道针对天然气尾气中SO₂的吸收剂。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种对二氧化硫的吸收具有高效、专一性并且能够循环吸收天然气尾气中二氧化硫气体的吸收剂及其应用。

本发明的一方面提供了一种循环吸收天然气尾气中二氧化硫气体的吸收剂，以质量百分比计，所述吸收剂包括30～60wt％的环状叔胺类化合物、5～10wt％的脱硫强化剂、10～30wt％的助溶剂、0.5～3wt％的活化剂、1～2wt％的抗氧化剂、0.5～2wt％的缓蚀剂和余量的水。

根据本发明循环吸收天然气尾气中二氧化硫气体的吸收剂的一个实施例，所述环状叔胺类化合物为环叔胺化合物和/或杂环叔胺化合物，优选地，所述环状叔胺类化合物为六亚甲基四胺、哌啶、1,4-二甲基哌嗪、内酰胺衍生物和二氮杂二环中的一种或多种。