室溫離子液體、脫除尾氣中二氧化硫和二氧化碳的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種室溫離子液體、室溫液體脫除尾氣中二氧化硫和二氧化碳的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電廠尾氣中含有大量的C02和S02，如果不加處理直接排放，對(duì)大氣環(huán)境會(huì)造成極大的污染。目前，對(duì)電廠尾氣主要采用碳捕捉技術(shù)和脫硫工藝技術(shù)(FGD)進(jìn)行處理。
[0003]目前的碳捕捉技術(shù)主要采用化學(xué)吸附法。二氧化碳會(huì)和胺類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，二者在低溫情況下結(jié)合，在高溫中分離。一般可以使含二氧化碳的廢氣通過(guò)胺液，分離出其中的二氧化碳，之后在適當(dāng)?shù)胤酵ㄟ^(guò)加熱胺液再將二氧化碳釋放。現(xiàn)今少數(shù)進(jìn)行商用碳捕捉的煤電廠都使用單乙醇胺作為二氧化碳吸收劑。但單乙醇胺具有腐蝕性，這種方法也需要使用大型設(shè)備，并且只有在二氧化碳處于輕微至中等壓力下才有效。因此，其成本、效率都不是很理想。
[0004]目前，煙氣脫硫工藝技術(shù)(FGD)有上百種，但是具有實(shí)用價(jià)值的僅十幾種，它們分別適用于不同的場(chǎng)合和要求。按脫硫過(guò)程及產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫技術(shù)可分為濕法、半干法和干法等工藝。從脫硫副產(chǎn)物是否能得到回收的角度，煙氣脫硫技術(shù)可分為拋棄法和再生回收法兩大類，前者脫硫得到的物料(副產(chǎn)物)沒(méi)有回收價(jià)值或者目前還難以回收，只能直接排放;后者則將脫硫副產(chǎn)物以硫酸、硫磺或各種硫酸鹽的形式加以回收。
[0005]干法/半干法煙氣脫硫技術(shù)主要有旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕法、循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)、循環(huán)懸浮式半干法等，由于其副產(chǎn)品(脫硫灰)與粉煤灰在理化性質(zhì)上的不同，只能得到低級(jí)的利用，因此通常把這些技術(shù)都?xì)w屬于拋棄法的范疇。相對(duì)濕法脫硫技術(shù)，傳統(tǒng)的干法脫硫效率較低，一般為70 %?80 %，對(duì)于SO2排放標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)的地區(qū)適用性較差，近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的一些半干法技術(shù)，兼有干法與濕法的一些特點(diǎn)，既具有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高(達(dá)90%以上)的優(yōu)點(diǎn)，又具有干法無(wú)污水廢酸排出、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。
[0006]濕法煙氣脫硫技術(shù)為目前使用范圍較廣泛的方法，占脫硫設(shè)施總量的80%以上，它具有脫硫效率高、吸收劑利用率高等優(yōu)點(diǎn)。由于堿性吸收劑的不同，又可細(xì)分為石灰石一石膏濕法、氧化鎂法及氨法等。石灰石一石膏濕法:由于我國(guó)天然石膏儲(chǔ)量豐富，加上目前大型電廠采用石灰石一石膏濕法脫硫技術(shù)產(chǎn)生的副產(chǎn)物(石膏)產(chǎn)量較大，給副產(chǎn)物(石膏)的綜合利用帶來(lái)了較大困難，如果堆放在堆渣場(chǎng)等待處理，也易形成二次污染，所以該法還屬于拋棄法的范疇；同時(shí)為防止脫硫塔及系統(tǒng)腐蝕，需定期排放高濃度Cl離子廢水(塔內(nèi)Cl離子濃度控制小于20000ppm)，并進(jìn)行處理以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，這就導(dǎo)致了該工藝流程較長(zhǎng)、系統(tǒng)阻力大、廢水較難處理，占地面積，投資運(yùn)行費(fèi)用高。由于脫硫劑及脫硫產(chǎn)物具有較強(qiáng)磨損和腐蝕性，給運(yùn)行管理及清潔生產(chǎn)造成了較大的麻煩。
[0007]傳統(tǒng)的工藝較為成熟，但存在以下幾個(gè)缺點(diǎn):I)濕法脫硫工藝流程較長(zhǎng)、系統(tǒng)阻力大、廢水較難處理，占地面積大，吸收劑Ca(OH)2價(jià)格較高，投資運(yùn)行費(fèi)用高；2)干法脫硫工藝石灰石需加工成40μπι以下的粉體，運(yùn)行費(fèi)用較高。
[0008]針對(duì)電廠脫除尾氣中二氧化硫和二氧化碳的問(wèn)題，由于傳統(tǒng)脫除方法存在上述缺點(diǎn)，需要開(kāi)發(fā)一種高效、低成本的新型脫除二氧化硫和二氧化碳方法，降低回收費(fèi)用，達(dá)到減少染污的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明旨在提供一種室溫離子液體、室溫液體脫除尾氣中二氧化硫和二氧化碳的方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中脫除尾氣中二氧化硫和二氧化碳工藝復(fù)雜、成本高的技術(shù)問(wèn)題。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種脫除尾氣中二氧化硫和二氧化碳的方法。該方法包括采用室溫離子液體對(duì)尾氣中的二氧化硫和二氧化碳進(jìn)行脫除，室溫尚子液體包括30?95重量份的上相室溫尚子液體A和5?70重量份下相室溫尚子液體B;其中，上相室溫離子液體A包括的陽(yáng)離子為吡咯鹽離子或季銨鹽離子，陰離子為四氟硼酸根離子或六氟磷酸根離子;下相室溫離子液體B為[Cnmim]Br/FeCl3、[Cnmim]BF4/FeCl3、或[Cnmim]PF6/FeCl3，其中，n = 4，6，8，10 或 12。
[0011]進(jìn)一步地，采用室溫離子液體對(duì)尾氣中的二氧化硫和二氧化碳進(jìn)行脫除包括以下步驟:將尾氣以壓力為0.1?1.0MPaG，表觀流速為0.1?lOcm/s從下相室溫離子液體B通入室溫離子液體。
[0012]進(jìn)一步地，在尾氣通入室溫離子液體時(shí)，振蕩室溫離子液體。
[0013]進(jìn)一步地，在采用室溫離子液體對(duì)尾氣中的二氧化硫和二氧化碳進(jìn)行脫除后，進(jìn)一步包括對(duì)室溫離子液體進(jìn)行再生的步驟。
[0014]進(jìn)一步地，通過(guò)抽真空的方式對(duì)上相室溫離子液體A進(jìn)行再生;利用堿水對(duì)于下相室溫離子液體B進(jìn)行再生。
[0015]進(jìn)一步地，采用室溫離子液體對(duì)尾氣中的二氧化硫和二氧化碳進(jìn)行脫除前進(jìn)一步包括對(duì)尾氣進(jìn)行過(guò)濾的步驟。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種室溫離子液體。該室溫離子液體包括30?95重量份的上相室溫尚子液體A和5?70重量份下相室溫尚子液體B ；上相室溫尚子液體A包括的陽(yáng)離子為季銨鹽離子或吡咯鹽離子，陰離子為四氟硼酸根離子或六氟磷酸根離子;下相室溫離子液體B為[Cnmim]Br/FeCl3、[Cnmim]BF4/FeCl3、或[Cnmim]PF6/FeCl3，其中，n = 4，6，8，10或12。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種脫除尾氣中二氧化硫和二氧化碳的裝置。該裝置包括:尾氣凈化塔，尾氣凈化塔內(nèi)放置有如上述室溫離子液體，尾氣凈化塔的底部設(shè)置有尾氣入口。
[0018]進(jìn)一步地，尾氣凈化塔為振動(dòng)篩板塔或填料塔。
[0019]進(jìn)一步地，尾氣凈化塔的底部設(shè)置有氣體分散器。
[0020]進(jìn)一步地，還設(shè)置有室溫離子液體再生裝置，室溫離子液體再生裝置與尾氣凈化塔相連通。
[0021]進(jìn)一步地，室溫離子液體再生裝置包括上相室溫離子液體A再生器和下相室溫離子液體B再生器，尾氣凈化塔對(duì)應(yīng)室溫離子液體的上相室溫離子液體A的上部設(shè)置有上相室溫離子液體A出口，上相室溫離子液體A出口與上相室溫離子液體A再生器連通，且上相室溫離子液體A再生器設(shè)置有與尾氣凈化塔上相室溫離子液體A進(jìn)口相連通的上相室溫離子液體A出口 ；尾氣凈化塔對(duì)應(yīng)室溫離子液體的下相室溫離子液體B的下部設(shè)置有下相室溫離子液體B出口，下相室溫離子液體B與下相室溫離子液體B再生器連通，且下相室溫離子液體B再生器設(shè)置有與尾氣凈化塔下相室溫離子液體B進(jìn)口相連通的下相室溫離子液體B出口。
[0022]進(jìn)一步地，上相室溫離子液體A再生器與真空栗相連通。
[0023]進(jìn)一步地，尾氣凈化塔的尾氣入口的上游設(shè)置有過(guò)濾器。
[0024]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，只需將含有二氧化硫和二氧化碳的尾氣通入本發(fā)明的室溫離子液體就可將二氧化硫和二氧化碳脫除，操作簡(jiǎn)便，成本低，具有很高的使用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0025]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0026]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的脫除尾氣中二氧化硫和二氧化碳的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0028]現(xiàn)有技術(shù)中，電廠尾氣的二氧化硫和二氧化碳采用傳統(tǒng)方法脫除存在工藝復(fù)雜、成本高的技術(shù)問(wèn)題，針對(duì)該技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)明人提出了以下解決方案。
[0029]根據(jù)本發(fā)明一種典型的實(shí)施方式，提供了一種脫除尾氣中二氧化硫和二氧化碳的方法。該方法包括:采用室溫離子液體對(duì)尾氣中的二氧化硫和二氧化碳進(jìn)行脫除，其中，室溫尚子液體包括30?95重量份的上相室溫尚子液體A和5?70重量份下相室溫尚子液體B;上相室溫離子液體A:陽(yáng)離子為吡咯鹽離子、季銨鹽離子，陰離子為四氟硼酸根離子或六氟磷酸根離子；下相室溫離子液體B: [Cnmim]Br/FeCl3、[Cnmim]BF4/FeCl3、或[Cnmim]PF6/FeCl3,其中，n = 4，6，8，10 或 12。
[0030]其中，室溫離子液體是指在室溫(或稍高于室溫)下呈液態(tài)的熔鹽，熔點(diǎn)一般低于100°C，由不對(duì)稱的有機(jī)陽(yáng)離子和有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子組成。離子液體具有多種優(yōu)點(diǎn):具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)，在寬溫度范圍內(nèi)(-80°C?200°C)保持穩(wěn)定液態(tài)，適于作高溫反應(yīng)介質(zhì);有較高的極性，較弱的配位性，對(duì)金屬催化過(guò)程干擾較小;對(duì)大多數(shù)有機(jī)、無(wú)機(jī)及高分子材料溶解性強(qiáng);具有強(qiáng)導(dǎo)電能力。
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