一种烟气二氧化硫复合吸收剂和吸收的方法

文档序号:1747588 发布日期:2019-11-29 浏览:34次 >En<

阅读说明:本技术 一种烟气二氧化硫复合吸收剂和吸收的方法 (A kind of method of SO 2 from fume composite absorber and absorption ) 是由 吴卫泽 高敏杰 张凯 任树行 于 2019-09-08 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种用于吸收烟气中二氧化硫的复合吸收剂及其吸收二氧化硫和再生的方法。该方法包括以乳酸钠或乳酸钾为主吸收剂、水为溶剂、乳酸为再生改进剂组成复合吸收剂;在温度20~60℃条件下吸收烟气中的二氧化硫;然后采用水蒸汽气提的方法在温度100~130℃条件下实现复合吸收剂再生并回收二氧化硫。本方法可实现烟气脱硫和低能耗再生吸收剂,并实现二氧化硫的回收。本方法中所用的复合吸收剂具有无毒、环境友好、成本低的特点,可有效降低吸收剂对环境造成的影响。(The present invention provides a kind of composite absorber for absorbing sulfur dioxide in flue and its sulfur dioxide absorption and regeneration methods.This method include using sodium lactate or potassium lactate be main absorbent, water as solvent, lactic acid be regeneration modifier form composite absorber;The sulfur dioxide in flue gas is absorbed under the conditions of 20~60 DEG C of temperature;Then realize that composite absorber regenerates and recycles sulfur dioxide under the conditions of 100~130 DEG C of temperature using the method for water vapour air lift.This method can realize flue gas desulfurization and low energy consumption absorbent regeneration, and realize the recycling of sulfur dioxide.Composite absorber used in this method has the characteristics that nontoxic, environmental-friendly, at low cost, can effectively reduce absorbent influence caused by environment.)

一种烟气二氧化硫复合吸收剂和吸收的方法

技术领域

本发明属于烟气脱硫领域,涉及一种用于吸收烟气中二氧化硫的复合吸收剂及其吸收烟气中的二氧化硫(SO2)和再生的方法。该方法包括以乳酸钠或乳酸钾为主吸收剂、水为溶剂、乳酸为再生改进剂配制复合吸收剂,用该复合吸收剂在温度20~60℃条件下吸收烟气中的SO2,然后采用水蒸汽气提的方法再生复合吸收剂并回收SO2

技术背景

燃煤发电是我国电力的主要来源。由于煤炭中含有一定量的硫(如质量含量1%),在燃烧的烟气中就会产生大量的SO2。如果将煤炭燃烧产生的SO2排放,就会造成酸雨和雾霾等环境问题,对人和周围和植物、动物造成影响。另一方面,SO2也是一种化工产物,可用于生产重要的化工原料硫酸(H2SO4)和硫磺。因此,对煤炭燃烧后烟气中的SO2进行捕集及资源化利用对社会、经济和生态都具有重要意义。

目前,工业上普遍采用钙法脱除烟气中的SO2。钙法脱硫是采用氧化钙或者氢氧化钙或者碳酸钙与SO2反应,生成亚硫酸钙,进一步氧化得到硫酸钙。脱除的方式有干法脱除、半干法脱除和湿法脱除。钙法脱硫得到的低品位硫酸钙很难利用,被沦为固体废弃物,造成二次污染。另外,湿法脱硫还产生大量的废水,处理成本高。其它应用的脱硫方法包括:活性炭吸附法、氨水脱除法、有机胺吸收法。活性炭吸附法是利用活性炭大的孔隙和比表面积,通过吸附脱除烟气中的SO2;由于烟气中有氧气和水分存在,吸附的SO2易被氧化为硫酸;存在的问题是活性炭的再生困难,再生过程中活性炭的消耗和碎化,导致活性炭的重复利用困难。氨水吸收法是利用氨水与SO2反应生成亚硫酸铵,进一步氧化制得硫酸铵,实现烟气中SO2的脱除和利用,在这个脱硫过程中,产生稀的亚硫酸铵溶液,浓缩过程能耗高,另外氨的挥发性极高,导致氨的逃逸,产生二次污染。有机胺吸收法是利用有机胺的碱性来吸收烟气中的SO2,有机胺吸收法具有较好的脱硫性能,可以实现吸收剂的再生和SO2的回收;但有机胺具有挥发性,在吸收烟气中SO2时,部分有机胺挥发逃逸,产生二次污染。

最近的研究表明,离子液体具有极低的蒸气压、结构可设计性、性能可调等特点,可以用来吸收烟气中的SO2,特别是功能化离子液体对烟气中的SO2具有很高的吸收性能。烟气中有氧气、水汽、灰尘等,功能化离子液体在吸收、解吸SO2循环的过程中,经历低温吸收、高温解吸。这些因素对功能化的离子液体的稳定性提出了很高的要求。要求离子液体的阴离子和阳离子都具有很高的稳定性。目前,功能化离子液体在吸收烟气中SO2时存在一定的问题,主要是(1)成本高;(2)稳定性比较差,特别是功能化的离子液体稳定性比较差,经过长时间(如10天、20天、30天)的吸收解吸过程,功能化离子液体的结构改变,吸收能力变差;(3)功能化离子液体普遍存在解吸能耗高的问题。

Kai Zhang等(Kai Zhang,Shuhang Ren,Yucui Hou,Weize Wu,Yuyun Bao.Sodiumlactate aqueous solution,a green and stable absorbent for desulfurization offlue gas.Industrial&Engineering Chemistry Research,2017,56(46):13844-13849)提出了一种稳定性好的功能化乳酸钠水溶液吸收剂,该吸收剂对烟气中的SO2具有较高的吸收量。但该吸收剂在吸收SO2后的解吸能耗高,直接影响该吸收剂的应用。

因此,开发一种稳定性好、对SO2吸收性能高、解吸能耗低的烟气SO2吸收剂及吸收、解吸方法,对于实现烟气脱硫和SO2的回收具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定性好、对SO2吸收性能高、解吸能耗低的烟气SO2复合吸收剂及吸收、解吸方法。本方法以乳酸盐、水和乳酸混合物作为复合吸收剂,吸收烟气中的SO2。该复合吸收剂的乳酸盐可以与SO2发生弱化学作用,大容量的吸收烟气中低浓度SO2;在再生时,乳酸可促进SO2的解吸。该复合吸收剂稳定性好,解吸能耗低,重要的是,降低了再生后吸收剂中残留的SO2浓度。

本发明的目的是采用如下技术方案来实现的。

本发明提供了一种用于烟气SO2吸收和解吸的复合吸收剂,该复合吸收剂是将主吸收剂乳酸盐、溶剂水和再生改进剂乳酸按比例混合形成的。

进一步地,所述的乳酸盐选自乳酸钾、乳酸钠中的一种。

进一步地,所述的复合吸收剂中溶剂水与主吸收剂乳酸盐的质量比为0.67~5:1,优选为1~1.5:1。

进一步地,所述的复合吸收剂中再生改进剂乳酸与主吸收剂的质量比为0.04~0.2:1,优选为0.12~0.16:1。

以及上述复合吸收剂用于烟气中SO2的吸收、吸收剂的再生和回收SO2的工艺方法,包括以下步骤:

(1)用所述的复合吸收剂进行吸收烟气中的SO2

称取所述的复合吸收剂,加入到吸收SO2的装置中,设定吸收温度,将烟气通入脱硫装置中进行脱硫,得到含SO2的富液;

(2)采用水蒸汽气提对复合吸收剂进行再生并回收SO2

将上述含SO2的富液加入到解吸装置中,设定解吸温度,然后通入同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,同时实现了复合吸收剂的再生。

上述方法步骤(1)中,所述的吸收温度为20℃~60℃。

上述方法步骤(2)中,所述的水蒸汽气提的温度为100℃~130℃。

本发明方法的原理:这里以主吸收剂乳酸钠为例进行说明;在乳酸钠水溶液中,乳酸钠电离为钠离子和乳酸根离子,属于一种强碱弱酸盐。SO2溶于水,形成亚硫酸。亚硫酸的酸性比乳酸的酸性强,因此,在吸收SO2时,发生强酸置换弱酸,即亚硫酸置换乳酸根,形成亚硫酸钠和乳酸;当体系达到吸收平衡时,存在一个吸收平衡常数;在解吸SO2时,通过在高温条件下水蒸汽气提;由于温度升高平衡常数减小,平衡向解吸的方向移动,解吸出来的SO2被水蒸气带出,水蒸汽气提也有利于SO2的解吸。基于乳酸的酸性比亚硫酸的酸性弱且挥发性极低;给混合吸收剂中加入乳酸可以降低解吸能耗。当向吸收剂体系中加入少量乳酸后,根据前面的吸收机理,对SO2的吸收影响不大;当吸收剂中SO2解吸到浓度较低时,乳酸的浓度就相对较高,由于有大量乳酸的存在,促进了低浓度SO2的解吸。根据这一机理,向体系中加入乳酸,就可以加速SO2的解吸、减小水蒸汽气提过程中水蒸汽的消耗量,缩短解吸过程时间、降低解吸能耗。

与现有的技术相比,本发明具有以下优点:(1)与现有的钙法脱硫技术相比较,本专利发明的复合吸收剂可循环使用、不产生废弃物、SO2可以回收。(2)与活性炭吸附法相比较,本专利发明的复合吸收剂为液体吸收剂,操作容易、吸收过程不产生稀硫酸、SO2可以回收。(3)与氨水脱除法相比较,本专利发明的复合吸收剂不挥发(乳酸钠和乳酸均不挥发)、没有氨逃逸的二次污染问题、不产生亚硫酸铵、SO2可回收。(4)与有机胺吸收法相比较,本专利发明的复合吸收剂不挥发、无吸收剂逃逸的二次污染问题;(5)与功能化离子液体和乳酸钠水溶液吸收剂相比较,本专利发明的复合吸收剂吸收烟气中SO2后,解吸容易,再生能耗低。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明提供的复合吸收剂及其吸收SO2和再生的方法作进一步详细的说明,但并不因此而限制本发明。

实施例1

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和2.24g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)24.66g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.20。用天平称取该复合吸收剂3.60g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.2974g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0826g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.2946g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0008g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0818g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.0%。

实施例2

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和1.79g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)24.21g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂3.50g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3314g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0947g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3283g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0938g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.0%。

实施例3

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和1.34g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)23.76g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.12。用天平称取该复合吸收剂3.51g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3480g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0991g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3434g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0013g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0978g SO2/g Abs,SO2的解吸率为98.7%。

实施例4

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和0.90g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)23.32g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.080。用天平称取该复合吸收剂3.49g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3672g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.1052g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3589g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0024g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.1028g SO2/g Abs,SO2的解吸率为97.7%。

实施例5

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和0.45g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)22.87g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.040。用天平称取该复合吸收剂3.52g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3951g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.1122g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3803g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0042g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.1080g SO2/g Abs,SO2的解吸率为96.3%。

对比实施例1

用天平称取11.21g乳酸钠和11.21g水,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)22.42g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,没有添加改进剂乳酸。用天平称取该复合吸收剂3.51g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.4221g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.1203g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3824g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0113g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.1090g SO2/g Abs,SO2的解吸率为90.6%。

为了降低解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度,将上述实验的解吸时间延长至50min,采用同样的方法测量解吸出SO2的总质量为0.4077g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0041g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.1162g SO2/g Abs,SO2的解吸率为96.6%。

为了进一步降低解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度,将上述实验的解吸时间延长至65min,采用同样的方法测量解吸出SO2的总质量为0.4166g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0030g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.1173g SO2/g Abs,SO2的解吸率为97.5%。

在实际应用过程中,吸收剂对SO2的吸收容量是一个指标,但重要的是排放达标的指标。由于烟气与吸收剂进行逆流接触,烟气中SO2的排放浓度与复合吸收剂中残留的SO2浓度相关。复合吸收剂中残留的SO2浓度越低,就越容易降低烟气中SO2的浓度,进而达到SO2的排放指标。由实施例1-5和对比实施例1可见,添加乳酸后,再生的复合吸收剂中SO2浓度很低,容易达到排放的要求。而不添加乳酸的吸收剂,在解吸后,残留的SO2浓度很高;即使延长一倍甚至更长的解吸时间,残留的SO2浓度仍然很高。上述方法中再生是通过水蒸汽气提的方法进行。因为再生能耗与蒸汽的消耗量直接相关,如果要达到相同的残留的SO2浓度,就需要很长的再生时间,必然增加再生能耗。因此,向复合吸收剂中添加乳酸,可以大大降低再生后复合吸收剂中残余SO2的浓度,明显降低复合吸收剂的再生能耗,实现燃煤烟气的达标排放。

实施例6

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和1.79g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)24.22g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂3.53g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为20℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3359g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0952g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3321g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0011g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0941g SO2/g Abs,SO2的解吸率为98.8%。

实施例7

采用实施例6合成复合吸收剂进行实验。用天平称取该复合吸收剂3.51g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为30℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3330g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0949g SO2/gAbs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3294g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0010g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0939g SO2/g Abs,SO2的解吸率为98.9%。

实施例8

采用实施例6合成复合吸收剂进行实验。用天平称取该复合吸收剂3.52g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为50℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.2801g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0796g SO2/gAbs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.2769g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0787g SO2/g Abs,SO2的解吸率为98.9%。

实施例9

采用实施例6合成复合吸收剂进行实验。用天平称取该复合吸收剂3.50g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为60℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.2196g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0627g SO2/gAbs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.2165g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0619g SO2/g Abs,SO2的解吸率为98.6%。

对比实施例2

本对比实施例考察不同吸收温度下,在复合吸收剂中不添加乳酸时,吸收剂对SO2的吸收和解吸效果。

用天平称取11.21g乳酸钠和11.21g水,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)22.42g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,不添加乳酸。用天平称取该复合吸收剂3.53g(不同温度下实验均为相同复合吸收剂加入量),加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,设定吸收温度(见表1),模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,获得该复合吸收剂对SO2的吸收量(见表1),计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量(见表1)。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量(见表1),获得解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度(见表1),复合吸收剂对SO2的净吸收量(见表1),以及SO2的解吸率(见表1)。

表1不含乳酸的吸收剂对SO2的吸收和解吸结果

由对比实施例2与实施例6-9可见,添加乳酸的复合吸收剂,相较没有添加乳酸的复合吸附剂,吸附SO2后,经相同温度的水蒸汽气提解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度显著下降,SO2的解吸率显著提高。

实施例10

用天平称取11.21g乳酸钠、7.46g水和1.80g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)20.47g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为0.67,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂3.50g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3909g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.1117g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3871g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0011g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.1106g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.0%。

实施例11

用天平称取11.21g乳酸钠、16.80g水和1.80g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)29.81g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.5,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂3.52g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.2711g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0770g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.2679g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0761g SO2/g Abs,SO2的解吸率为98.8%。

实施例12

用天平称取11.21g乳酸钠、26.10g水和1.80g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)39.11g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为2.33,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂3.52g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.2064g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0587g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.2033g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0578g SO2/g Abs,SO2的解吸率为98.5%。

实施例13

用天平称取11.21g乳酸钠、56.04g水和1.80g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)69.05g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为5.00,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂3.51g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.1171g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0334g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.1143g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0008g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0326g SO2/g Abs,SO2的解吸率为97.6%。

实施例14

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和1.80g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)24.21g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂3.53g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3343g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0947g SO2/g Abs。将上述富液加热至100℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3258g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0024g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0923g SO2/g Abs,SO2的解吸率为97.5%。

实施例15

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和1.80g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)24.22g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂3.51g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3325g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0947g SO2/g Abs。将上述富液加热至120℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3296g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0008g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0939g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.2%。

实施例16

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和1.80g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)24.22g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂3.50g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3317g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0948g SO2/g Abs。将上述富液加热至130℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3289g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0008g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0940g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.2%。

实施例17

用天平称取12.82g乳酸钾、12.82g水和1.92g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)27.56g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钾的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钾的质量比为0.15。用天平称取该复合吸收剂3.50g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3113g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0889g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3082g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0880g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.0%。

对比实施例3

用天平称取12.82g乳酸钾和12.82g水,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)25.64g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钾的质量比为1.0,不含乳酸。用天平称取该复合吸收剂3.51g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3759g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.1071g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3373g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0110g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0961g SO2/gAbs,SO2的解吸率为89.7%。

实施例18

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和1.79g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)24.22g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂3.50g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为0.10%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.0939g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0268g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.0914g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0007g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0261g SO2/g Abs,SO2的解吸率为97.4%。

实施例19

采用实施例18配制的复合吸收剂进行实验。用天平称取该复合吸收剂3.52g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为0.60%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.2100g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0597g SO2/gAbs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.2076g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0007g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0590g SO2/g Abs,SO2的解吸率为98.8%。

实施例20

采用实施例18配制的复合吸收剂进行实验。用天平称取该复合吸收剂3.50g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为1.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.2445g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0699g SO2/gAbs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.2417g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0008g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0691g SO2/g Abs,SO2的解吸率为98.9%。

实施例21

本实施例为复合吸收剂的5次再生后重复使用实验。

用天平称取11.21g乳酸钠、11.21g水和1.79g乳酸,加入200ml三角烧瓶中,在室温条件下磁力搅拌混合均匀,配制得到复合吸收剂(Abs)24.22g,该复合吸收剂中溶剂水与乳酸钠的质量比为1.0,改进剂乳酸与乳酸钠的质量比为0.16。用天平称取该复合吸收剂4.00g,加入自制的鼓泡式脱硫装置中,将模拟烟气(SO2体积含量为2.02%,N2为平衡气)先通过含有水的与脱硫同温度的试管中,然后再通入脱硫装置中,吸收温度设定为40℃,模拟烟气的流量为60ml/min。待达到吸收饱和得到含SO2的富液,采用碘量法测量富液中SO2的含量,该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3790g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0948g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3754g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/g Abs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0939g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.1%。

将上述再生后的复合吸收剂继续进行上述吸收和解吸实验,条件同上。

重复实验1。该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3786g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0947g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3750g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/gAbs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0938g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.0%。

重复实验2。该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3788g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0947g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3752g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/gAbs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0938g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.0%。

重复实验3。该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3794g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0948g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3758g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/gAbs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0939g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.1%。

重复实验4。该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3786g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0947g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3750g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/gAbs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0938g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.0%。

重复实验5。该复合吸收剂对SO2的吸收量为0.3789g,计算得到该复合吸收剂吸收SO2的容量为0.0947g SO2/g Abs。将上述富液加热至110℃,然后通入相同温度的水蒸汽进行气提,解吸出所吸收的SO2,解吸时间为25min,同时得到再生的复合吸收剂,采用碘量法测量解吸出SO2的质量为0.3753g,解吸后复合吸收剂中残留的SO2浓度为0.0009g SO2/gAbs,复合吸收剂对SO2的净吸收量为0.0938g SO2/g Abs,SO2的解吸率为99.0%。

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