[发明专利]有机胺脱硫剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种有机胺脱硫剂及其制备方法和应用，所述有机胺脱硫剂包含哌嗪类有机胺和复合抗氧化剂，所述复合抗氧化剂包含水溶性多元醇、水溶性多元酚和金属有机络合剂中的两种以上，其中，所述多元醇和多元酚的沸点均＞120℃。其制备方法包括下述步骤：将复合抗氧化剂和哌嗪类有机胺混合后，加入水，调节pH为5.5‑6.5，制备得到有机胺脱硫剂。本发明所述有机胺脱硫剂所用的复合抗氧化剂具有无毒、沸点高，不易挥发的优点，且在不影响SO₂吸收解吸效果的前提下，可有效抑制有机胺脱硫过程中副反应的进行。

技术领域

本发明涉及烟气脱硫技术领域，主要涉及有机胺湿法脱硫技术领域，具体涉及有机胺脱硫剂及其制备方法和应用。

背景技术

在燃煤电厂、钢铁厂、炼厂等等常常排放大量的含有二氧化硫、NOx、粉尘的烟气，需要将其中的硫硝粉尘脱除。烟气脱硫技术按照脱硫剂和脱硫产物的干湿形态可分为干法脱硫、半干法脱硫和湿法脫硫。湿法烟气脱硫技术由于技术成熟，操作简单，脱硫效率离，在工业上得广泛应用。

有机胺湿法脱硫工艺是近年来兴起的一种新型高效脱硫技术，目前已成功应用于湿法冶炼、硫酸、燃煤发电等工业废气脱硫。它的基本原理是含硫烟气与有机胺在低温下(30～50℃)进行吸收反应形成富胺液，富胺液在高温下(105～120℃)可将胺液中的酸性气体解吸出来，得到高纯度的SO₂，贫胺液可循环使用，其主要反应见式(1)。该工艺具有吸收选择性好、脱硫率高、对烟气中SO₂浓度范围无限制、吸收剂可重复利用、对环境无二次污染、副产品具有较高商业价值等优点，能适应我国超低排放要求，因此近年来在我国发展迅速。

在以上脱硫过程中，溶液中的亚硫酸钠不可避免与烟气或空气中的氧接触，在烟气中含有的粉尘催化作用下，氧化生成Na₂SO₄副产物。Na₂SO₃、Na₂SO₄等易结晶、结垢而堵塞管道、阀门、再沸器等，影响脱硫系统的正常运行；氧化副反应还会导致脱硫解吸的SO₂产量降低，降低了脱硫工艺的经济收入。另外，亚硫酸氧化反应生成的强酸性产物硫酸会与有机胺结合成热稳定性胺盐难以解吸，使吸收液中脱硫剂胺的有效浓度降低、处理能力下降，脱硫剂的损耗增加，从而直接增加过程成本。

通常认为亚硫酸SO₃^2-被氧化成SO₄^2-属于自由基链式反应，该氧化过程分为链引发、链传播、链终止三个步骤，因此可通过打破自由基链式反应达到抑制亚硫酸氧化的目的。如在石灰石-石膏法脱硫、氧化镁法脱硫、双碱法脱硫、碱式硫酸铝法脱硫等湿法脱硫过程中，有人通过添加茶多酚、抗坏血酸、硫代硫酸钠、乙醇、苯酚、对苯二酚、硫化钠等抑制亚硫酸根的氧化，但抑制剂对不同的亚硫酸盐体系的作用可能具有选择性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：目前对有机胺烟气脱硫过程抑制亚硫酸氧化副反应的研究还较少，而且亚硫酸的氧化与抑制研究大多在中低温(25-55℃)下。因此，在不影响有机胺吸收解吸性能的前提下，通过添加抑制剂来减缓亚硫酸盐的氧化速率、降低有机胺的损耗、防止结晶堵塞，对提高有机胺脱硫系统的经济性意义重大。

本发明的目的是：对用于抑制有机胺湿法脱硫过程中亚硫酸盐的氧化副反应及抗氧化剂的筛选和复配。通过将复合抗氧抑制剂加入哌嗪类有机胺中，降低亚硫酸盐在胺法脱硫时吸收-解吸过程中的氧化速率，提高二氧化硫的回收率；抑制热稳定性盐的生成，提高吸收液中脱硫剂有机胺的有效浓度、增大处理能力，降低脱硫剂的损失，降低过程成本。

为解决上述技术问题，本发明在有机胺烟气脱硫过程中，将一定量的复合抗氧化剂加入哌嗪类有机胺中，来抑制亚硫酸的氧化，其用量少、效率高、无二次污染，具有较好的应用前景。

本发明中的术语“金属有机络合剂”指的是：能与金属离子形成络合离子的有机化合物。