專利名稱：聚丙烯酸四甲基胍水溶液脫硫劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合物水溶液脫硫劑及其應(yīng)用方法，具體是以聚丙烯酸四甲基胍為吸收成分的脫硫劑及以其水溶液形式吸收二氧化硫的應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)排放的SO2 90%來(lái)自于燃煤。大量燃煤和其他經(jīng)濟(jì)活動(dòng)一起導(dǎo)致我國(guó)SO2污染及由此引起的酸沉降污染，造成我國(guó)大面積的酸雨，對(duì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)和人類生態(tài)產(chǎn)生了巨大 危害，煙氣脫硫技術(shù)是有效控制SO2污染的重要舉措之一。煙氣脫硫技術(shù)多種多樣，大致分為濕法煙氣脫硫，半干法煙氣脫硫和干法煙氣脫硫三種類型。濕法煙氣脫硫是凈化煙氣中SO2應(yīng)用最廣泛的方法，占總處理量的80%。該法具有技術(shù)成熟，脫硫速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但系統(tǒng)復(fù)雜，投資、運(yùn)行成本都很高。易造成二次污染等問(wèn)題。半干法脫硫工藝兼有干法與濕法的一些特點(diǎn)，是脫硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫，在濕狀態(tài)下再生或者在濕狀態(tài)下脫硫，在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的煙氣脫硫技術(shù)，具有濕法脫硫反應(yīng)速度快，脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，又具有干法無(wú)污水和廢酸排除，脫硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)點(diǎn)而受到人們廣泛的關(guān)注。干法脫硫工藝噴吸收劑工藝，與常規(guī)的濕式洗滌工藝相比具有投資費(fèi)用較低，無(wú)需裝設(shè)除霧器及再熱器，設(shè)備不易腐蝕。其缺點(diǎn)是吸收劑的利用率低于濕式煙氣脫硫工藝。目前工業(yè)化常用的煙氣脫硫劑中，濕法煙氣脫硫劑有石灰石，乙醇胺，檸檬酸鈉，離子液體等，干法煙氣脫硫劑有活性炭。中國(guó)專利CN101979128A通過(guò)1，1，3，3-四甲基胍和α -羥基酸混合攪拌，然后向主體物種依次加入自由基抑制劑，金屬離子絡(luò)合劑，降粘劑等制備出四甲基胍羥基酸鹽的小分子復(fù)合脫硫劑，其具有脫硫效率高、副產(chǎn)物回收價(jià)值高、極少的二次污染、吸收液可再生并循環(huán)使用等優(yōu)勢(shì)，但是其吸收劑為無(wú)溶劑吸收劑，成本高，應(yīng)用于火電廠煙氣脫硫業(yè)主經(jīng)濟(jì)壓力大。中國(guó)專利CN1884315A以含羧基的乙烯基單體與1，1，3，3_四甲基胍按摩爾比I : I I : 2進(jìn)行中和反應(yīng)，得到1，1，3，3_四甲基胍陽(yáng)離子型乙烯基單體，然后經(jīng)自由基本體聚合制得1，1，3，，3-四甲基胍的陽(yáng)離子型聚合物，該聚合物可用作固態(tài)脫硫劑，吸收二氧化硫，吸收選擇性高，吸收容量大和速度快，且聚合物脫硫劑可多次循環(huán)使用，但是固態(tài)脫硫劑在脫硫應(yīng)用中，只能以干法脫硫的形式進(jìn)行應(yīng)用，就不可避免吸收劑利用率低的缺點(diǎn)?？紤]到固體脫硫劑在工業(yè)化應(yīng)用中吸收劑利用率低的缺點(diǎn)，聚丙烯酸四甲基胍以濕法脫硫的方式進(jìn)行脫出煙氣二氧化硫還未見(jiàn)有專利報(bào)道，即節(jié)約了成本，又彌補(bǔ)了干法脫硫的缺點(diǎn)。本發(fā)明以聚丙烯酸四甲基胍為溶質(zhì)，水為溶劑制備出聚丙烯酸四甲基胍水溶液脫硫劑。該脫硫劑吸收二氧化硫速度快，利用率高，選擇吸收二氧化硫性能好，并且生產(chǎn)成本較低，易于工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可循環(huán)使用、具有高吸收二氧化硫速率、高效選擇吸收二氧化硫，而且成本較低的水溶液脫硫劑。本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述脫硫劑的應(yīng)用方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按以下組分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))進(jìn)行配制
聚丙烯酸四曱基胍聚合物5.00 50.00% 抗氧化劑0.50 1·50% 緩蝕劑 -0.50-1.50% 消泡劑1.00 2.00% 去離子水45.00~93.00%本發(fā)明使用的抗氧化劑可以為對(duì)苯二酚、丹寧酸、硫代硫酸鈉中的一種。、本發(fā)明使用的緩蝕劑為堿式碳酸銅、酒石酸銻鉀中的一種。本發(fā)明使用的消泡劑可以為有機(jī)硅類消泡劑、礦物油類消泡劑中的一種。本發(fā)明還提供一種上述脫硫劑的制備方法，該方法具體工藝步驟如下(I)將溶劑，引發(fā)劑放入三口燒瓶中，攪拌，緩慢升溫至120 140°C，緩慢滴加丙烯酸，繼續(xù)反應(yīng)90 120min，減壓蒸餾脫除溶劑，粉碎即可得到低分子量的聚丙烯酸。(2)在O 5°C下，將一定比例的聚丙烯酸和四甲基胍在水溶液中攪拌中和，攪拌60 90min,形成聚丙烯酸四甲基胍聚合物水溶液。(3)在室溫下向聚丙烯酸四甲基胍聚合物的水溶液中加入適量抗氧化劑、緩蝕劑、消泡劑攪拌均勻即得到含聚丙烯酸四甲基胍聚合物的水溶液脫硫劑。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)吸收劑利用率高；2)脫硫速度快；3)可循環(huán)使用4)可以選擇吸收二氧化硫，從而降低煙道氣中較高濃度的二氧化碳對(duì)脫硫劑的影響；5)生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的一種說(shuō)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例II)將溶劑IOOmlU. OOg引發(fā)劑放入一 250ml三口燒瓶中，開(kāi)動(dòng)攪拌，緩慢升溫至1200C，稱取20. OOg丙烯酸，用分液漏斗慢慢滴加到三口瓶中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)120min，減壓抽真空脫除溶劑得到白色固體即為聚丙烯酸，粉碎。2)在O 5°C下，將18. OOg聚丙烯酸和IOOml去離子水放入250ml三口瓶中，攪拌溶解，慢慢滴加28. 75g四甲基胍，攪拌60 90min，即得聚丙烯酸四甲基胍聚合物水溶液。3)室溫下向聚丙烯酸四甲基胍聚合物水溶液中加入I. OOg對(duì)苯二酚抗氧化劑，O. 50g堿式碳酸銅，I. OOg有機(jī)硅消泡劑，即得聚丙烯酸四甲基胍聚合物水溶液脫硫劑?；趯?shí)施例I所得的聚丙烯酸四甲基胍聚合物水溶液脫硫劑對(duì)三種不同濃度的二氧化硫煙及含有CO2濃度為10%的煙氣進(jìn)行處理，其結(jié)果如表I所示。表I
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供了一種含聚丙烯酸四甲基胍的水溶液脫硫劑的制備方法，其特征在于組分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為聚丙烯酸四甲基胍5-5 0%抗氧化劑0.5 1.5%緩蝕劑0.5 1.5%消泡劑I 2%去離子水45~93%
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚丙烯酸四甲基胍聚合物的水溶液脫硫劑制備方法中，所述的抗氧化劑可以是對(duì)苯二酚、丹寧酸及硫代硫酸鈉的任何一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚丙烯酸四甲基胍聚合物的水溶液脫硫劑制備方法，所述的緩蝕劑可以為堿式碳酸銅、酒石酸銻鉀的任何一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚丙烯酸四甲基胍聚合物的水溶液脫硫劑制備方法中，所述的消泡劑可以為有機(jī)硅類消泡劑、也可以是礦物油類消泡劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種制備上述聚丙烯酸四甲基胍聚合物水溶液脫硫劑的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)將溶劑，引發(fā)劑加入帶有攪拌、回流冷凝器、溫度計(jì)及氮?dú)鈱?dǎo)管的三口燒瓶中，開(kāi)啟攪拌，升溫至120 140°C，緩慢滴加丙烯酸，滴加完畢繼續(xù)保溫反應(yīng)90 120min，然后減壓蒸餾脫除溶劑，粉碎即為低分子量窄分布的聚丙烯酸。
(2)在0 5°C下，將一定比例的聚丙烯酸和四甲基胍在水溶液中攪拌中和，攪拌60 90min,形成聚丙烯酸四甲基胍聚合物水溶液。
(3)在室溫下向聚丙烯酸四甲基胍聚合物水溶液中加入適量抗氧化劑、緩蝕劑、消泡劑攪拌均勻即得到含聚丙烯酸四甲基胍聚合物的水溶液脫硫劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚丙烯酸四甲基胍脫硫劑的制備方法及應(yīng)用方法。由本發(fā)明制得的聚丙烯酸四甲基胍脫硫劑用于熱電廠及冶金廠的煙道氣脫硫具有優(yōu)異的對(duì)二氧化硫的選擇吸收性，優(yōu)異的持久吸收性及多次循環(huán)吸收與解吸穩(wěn)定性。本發(fā)明的所提供的脫硫劑組成特征在于組成為聚丙烯酸四甲基胍，水、抗氧化劑、緩蝕劑、消泡劑。制備步驟是將溶劑加入聚合釜中，加引發(fā)劑，邊攪拌邊緩慢加熱到120～140℃時(shí)，開(kāi)始滴加丙烯酸，滴加時(shí)間2～4小時(shí)，滴加溫度120～140℃，然后減壓脫除溶劑、粉碎后即得聚丙烯酸；將聚丙烯酸和水加入反應(yīng)瓶中攪拌，冰水浴控溫0～5℃，滴加1，1，3，3，-四甲基胍，反應(yīng)1h后停止，加入適量抗氧化劑、緩蝕劑、消泡劑，攪拌均勻后得到聚丙烯酸四甲基胍的水溶液，該水溶液即為目標(biāo)脫硫劑產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B01D53/14GK102657999SQ20121017483
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者夏宇正, 杜士帽, 石淑先 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)