四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑及其製備方法

2023-09-14 03:02:40 1

專利名稱：四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種脫硫劑及其製備方法，特別是一種四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑 及其製備方法。
背景技術：
目前，由於大多數國家大量使用煤作為燃料，其直接後果導致不斷增加，使 大氣汙染日益加劇，其它如冶煉，磷肥等也產生大量含so2的工業廢氣。so2是造成酸雨的 根本原因，據我國1994年77個城市統計，降水PH年平均值為3. 84 7. 54，PH年平均值低 於5. 6的佔48. 1%,81. 6%的城市出現過酸雨。酸雨已成為制約經濟和社會發展的重要因 素，且過量的S02會對人體健康造成危害，S02易溶於人體的血液和其他粘液中，S02和漂塵 協同作用，對人體的危害更大。研究表明大氣中S02每增加10ii g/m3呼吸系統疾病的死亡 人數將增加5%。S02及酸雨對植物及生態和建築都有顯著影響，鑑於S02的種種危害，已 引起了人們的廣泛關注，在S02的監測及治理方面已經進行了大量的研究和探索。工業廢氣脫硫，重點的煙氣脫硫技術多種多樣，世界各國從20世紀50年代開始研 究脫硫技術，至今脫硫技術已達200多種。根據脫硫過程所處的不同階段，可分為燃燒前脫 硫、燃燒中脫硫和燃燒後脫硫3種。按脫硫產物的乾濕形態，煙氣脫硫又可分為溼法、半乾 法和幹法煙氣脫硫。傳統溼法煙氣脫硫技術主要有石灰石/石灰一石膏法；間接石灰石 一石膏法；檸檬吸收法；海水脫硫法；液相催化法等溼法脫硫技術，傳統溼法脫硫技術優點 有反應速度快、脫硫效率高、一般均高於90%、技術比較成熟、適用面較廣；缺點有一次 性投資大、耗水量大、對設備的腐蝕性大、佔地面積廣。傳統的幹法脫硫技術有活性炭吸 收法、電子束輻射法、鹼/鹼土金屬氧化物脫硫法等幹法脫硫技術。傳統幹法脫硫技術優點 有設備簡單、佔地面積小、投資少然而，和操作簡單等；缺點有反應速度慢、脫硫效率低、 吸收劑利用率低、設備穩定性差和壽命短等缺點。較新的還有有機胺溼法煙氣脫硫技術是 一種新興的煙氣脫硫技術、具有處理二氧化硫濃度低、脫硫效率高、吸收劑可以循環利用、 不產生二次汙染、能有效的解決煙氣制酸的穩定性問題等優點.但吸對二氧化硫的吸收量 較小和對二氧化硫的選擇性較差，難以達到資源化利用目的。目前，室溫離子液在氣體吸附方面的應用主要是利用離子液作為反應介質，使氣 體溶解在離子液中進行反應，利用離子液來達到分離氣體的目的，因為離子液沒有蒸氣壓， 不會產生有害氣體，不會對空氣造成汙染。有關這類液體在二氧化硫吸附研究方面的文獻 有一些報導，如《武漢大學學報》(2008年，第二期，162-166頁)報導了幾種常用離子液體陰 離子吸附S02行為的DFT計算。《燒結球團》(2009年，第二期，5-10頁)報導了一種由有機陽 離子、無機陰離子為主，添加其它助劑的水溶液，用於處理煙氣二氧化硫，但是，由於產品特 性和含水問題，難以工業化應用。中國專利申請號200710048743. 6也報導了一種由有機陽 離子，無機陰離子為主，添加其它助劑的水溶液混配物，用於處理煙氣二氧化硫。Angewchem Int Edit, 2004,43 (18) :2415_2417.報導了四甲基胍乳酸鹽 TMG lactate (TMGL)可用於吸 收分離S02。但未研究用於煙氣脫硫，並沒有報導其製備方法。Wang Yong,Pan Haihua, I. iHaoran, et al. Force Field of the TMGI IonicLiquid and the Solubility ofS02and C02in the TMGI from Molecular DynamicsSimulation[J]. J Phys Chem B，2007，111(35) 10461-10467. Wang等利用全原子力場分子動力學研究了離子液體TMGL對S02的作用，研究 表明S02與離子液體的陰陽離子均有較強的結合力，且與陰離子的作用力更強，但未研究不 同陰陽離子與S02間的相互作用方式及吸附力。也未研究用於煙氣脫硫，並沒有報導其制 備方法。

發明內容
為了克服現有的脫硫技術的副產物二次汙染及脫硫效率不高的不足，本發明提供 一種四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑及其製備方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑及其製備方法，包括如下質量百分比組分1，1，3， 3-四甲基胍50 80 %、a -羥基酸10 45 %、自由基抑制劑0. 01 1 %、金屬離子絡合劑 0. 05 2%、降粘劑1 5% ；其中a -羥基酸為羥基乙酸、a -羥基丙酸、a -羥基丁酸、苯 基乳酸、蘋果酸、檸檬酸、a-羥基二酸中的一種或一種以上的混合物。自由基抑制劑為異Vc、酚酞中的一種或一種以上的混合物。金屬離子絡合劑為EDTA、葡萄糖酸鈉中的一種或一種以上的混合物。降粘劑為羥乙基乙二胺和乙二醛的縮合物、多乙烯多胺乙二醛的縮合物中的一種 或一種以上的混合物。四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑的製備方法(1)將組分的1，1，3，3_四甲基胍和a-羥基酸混合攪拌，在-5°C 80°C的溫度下 反應1 10小時，得到液體有機鹽主體物；(2)向主體物內依次加入組分的自由基抑制劑、金屬離子絡合劑、降粘劑、 在-5°C 60°C的溫度下攪拌1 6小時得到四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑。本發明的有益效果是，具有脫硫效率高、副產物回收價值高、極少的二次汙染、吸 收液可再生並循環使用等優勢，符合循環經濟和環境保護要求，具有良好經濟效益和環保 效果。
具體實施例方式下面結合實施例對發明作進一步說明。實施例1稱取1，1，3，3-四甲基胍1219. 00千克(工業級)，加入3000升的搪瓷反應釜內， 在攪拌下，常溫下加入1090. 00千克的a -羥基乙酸(工業品)，升溫至60°C攪拌反應4小 時，得到粘稠的反應物2309千克.在攪拌下依次加入自由基抑制劑異Vc 1.00千克，金屬 離子絡合劑EDTA 4. 00千克，降粘劑羥乙基乙二胺和乙二醛的縮合物50. 00千克，在60°C的 溫度下攪拌6小時，再降溫至5°C攪拌5小時得2364千克的液體組合物。將此液體組合物進行S02的吸收測定，其飽和吸收量為25. 5% (重量)，飽和時間 為2. 5小時。將此液體組合物用於10000M3/h煙氣的脫硫裝置脫硫。常壓下吸收，吸收溫度為60°C。進口煙氣中S02為3500ppm，經脫硫後，煙氣中S02含量為90ppm。脫硫效果優良。富 液在120°C常壓下解吸出99%的S02 (幹基)。循環10天，脫硫效果穩定。實施例2稱量1，1，3，3-四甲基胍1219. 00千克(工業級)，加入3000升的搪瓷反應釜內， 在攪拌下，常溫下加入1000. 00千克的CI -羥基丙酸(工業品)，升溫至70°C攪拌反應2小 時，得到粘稠的反應物2219千克。在攪拌下依次加入自由基抑制劑酞酚0. 50千克，金屬 離子絡合劑葡萄糖酸鈉2. 00千克，降粘劑羥乙基乙二胺和乙二醛的縮合物40. 00千克，在 60°C的溫度下攪拌8小時，再降溫至0°C攪拌5小時得2261. 5千克的液體組合物。將此液體組合物進行S02的吸收測定，其飽和吸收量為33. 5% (重量)，飽和時間為1.5小時。將此液體組合物用於10000M3/h煙氣的脫硫裝置脫硫。常壓下吸收，溫度為60°C。 進口煙氣中S02為3500ppm，，經脫硫後，煙氣中S02含量為40ppm，脫硫效果優良。富液在 120°C常壓下解吸出99%的S02(幹基)。循環運行30天，脫硫效果穩定。實施例3準確稱量1，1，3，3-四甲基胍1219. 00千克(工業級)，加入3000升的搪瓷反應 釜內，在攪拌下，常溫下加入670. 00千克的L-蘋果酸(工業品)，升溫至40°C攪拌反應5 小時，得到粘稠的反應物1889千克。在攪拌下依次加入自由基抑制劑酞酚0. 40千克，金屬 離子絡合劑葡萄糖酸鈉3. 00千克，降粘劑羥乙基乙二胺和乙二醛的縮合物60. 00千克，在 60°C的溫度下攪拌4小時，再降溫至5°C攪拌5小時得1952. 4千克的液體組合物。將此液體組合物進行S02的吸收測定，其飽和吸收量為35. 5% (重量)，飽和時間 為3. 0小時。將此液體組合物用於10000M3/h煙氣的脫硫裝置脫硫。常壓下吸收，溫度為60°C。 進口煙氣中3500ppm，經脫硫後，煙氣中S02含量為80ppm，脫硫效果優良。富液在 120°C常壓下解吸出99%的S02 (幹基)。循環20天，脫硫效果穩定。實施例3的脫硫劑液體組合物用於20000M3/h煙氣的脫硫裝置脫硫。常壓下吸收， 溫度為40°C .進口煙氣中S02為5500ppm，經脫硫後，煙氣中S02含量為75ppm，脫硫效果優 良。富液在127°C常壓下解吸出99%的S02 (幹基)，循環40天，脫硫效果穩定。上述討論和實施案例僅供說明本發明具體實施方案，絕非限制其實際範圍。本發 明的保護範圍以權利要求保護範圍為準。
權利要求
一種四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑，其特徵在於，包括如下質量百分比組分1，1，3，3 四甲基胍50～85％；α 羥基酸 10～45％；自由基抑制劑 0.01～1％；金屬離子絡合劑 0.05～2％；降粘劑 1～5％；所述的的α 羥基酸為羥基乙酸、α 羥基丙酸、α 羥基丁酸、苯基乳酸、蘋果酸、檸檬酸、α 羥基二酸中的一種或一種以上的混合物。
2.根據權利要求1所述的四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑，其特徵在於，所述的自由基 抑制劑為異Vc、酚酞中的一種或一種以上的混合物。
3.根據權利要求1所述的四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑，其特徵在於，所述的金屬離 子絡合劑為EDTA、葡萄糖酸鈉中的一種或一種以上的混合物。
4.根據權利要求1所述的四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑，其特徵在於，所述的降粘劑 為羥乙基乙二胺和乙二醛的縮合物、多乙烯多胺乙二醛的縮合物中的一種或一種以上的混 合物。
5.根據權利要求1所述的四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑的其製備方法，其特徵在於(1).將組分的1，1，3，3_四甲基胍和a-羥基酸混合攪拌，在-5°C 80°C的溫度下反 應1 10小時，得到液體有機鹽主體物。(2).向主體物內依次加入組分的自由基抑制劑、金屬離子絡合劑、降粘劑、在_5°C 60°C的溫度下攪拌1 6小時得到四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑。a-輕基酸 自由基抑制劑 金屬離子絡合劑 降粘劑10 45% ； 0. 01 ； 0. 05 2% ；1 5% ；
全文摘要
本發明公開了一種四甲基胍羥基酸鹽複合脫硫劑及其製備方法，它包括如下質量百分比組分1，1，3，3-四甲基胍50～85％、α-羥基酸10～45％、自由基抑制劑0.01～1％、金屬離子絡合劑0.05～2％、降粘劑1～5％；其中α-羥基酸為羥基乙酸、α-羥基丙酸、α-羥基丁酸、苯基乳酸、蘋果酸、檸檬酸、α-羥基二酸中的一種或一種以上的混合物。本發明具有脫硫效率高，副產物回收價值高，極少的二次汙染，吸收液可再生並循環使用等優勢，具有良好經濟效益和環保效果，可廣泛應用於火力發電領域。
文檔編號B01D53/14GK101979128SQ20101027661
公開日2011年2月23日 申請日期2010年9月9日 優先權日2010年9月9日
發明者王傳良 申請人:王傳良