陈薇
佛山市环境工程装备有限公司 广东佛山 528200
摘要：本文从基础研究和应用形式两方面综述了近年来实验、化学计算和分子动力学模拟对脱硫离子液体的选择和吸收机理， 以及离子液体聚合、循环吸收、双碱法、石灰石(石灰)/石膏法是一种以石灰石等脱硫的形式， 并对其发展情况进行了介绍。
关键词：空气污染；离子液体；烟气脱硫；作用
1引言
空气污染的主要形式是煤烟污染，其中一种主要污染物是二氧化硫，它对人类健康、地球生态环境和社会经济都有严重的影响和破坏。脱硫离子液体具有高吸收量，优良性能，稳定的化学性能，不容易产生吸附性二次污染，为脱硫提供了一种新的脱硫方法[1]。
2 烟道气脱硫离子液体概述
2.1 SO2中不同类型离子液体的去除
根据离子液体对SO2的不同吸收特性，可分为物理吸收和物理化学吸收离子液体。碱基离子液体的物理吸收和离子液体的结合，从而达到脱硫效果，因此，由于离子液体的束缚，使其吸收了氢键、范德华力和库仑力对SO2的吸收。物理化学吸收离子液体的结构一般包括基本基团(如NH2)。Ren与离子液体吸收SO2，在离子液体中存在碱性基团时，离子液体中，离子液体对SO2的吸收具有化学吸收和物理吸收的作用。目前对脱硫的研究最多的是醇胺、胍、季铵盐、咪唑4离子液体。
2.1.1乙醇胺离子液体
乙醇胺离子液体一般是指由阳离子和羧酸的中和反应生成的离子液体。这种离子液体通过碱性基团胺和SO2的相互作用可以达到脱硫效果，并伴有一定的物理吸附过程。杜红星合成了乙醇胺甲酸乙酯等一系列乙醇胺离子液体，并对其脱硫机理进行了研究。反应方程式如下。
2.1.2胍类离子液体
SO2的吸收能力高于乙醇胺离子液体，离子液体的合成方法简单，易于分离纯化，如果合成胍类单体用于脱硫是成本非常昂贵的。
2.1.3季铵盐离子液体
季铵盐类离子液体也被称为烷基季铵盐离子液体,一般公式[NR4]+[X],阳离子是四个氢原子被烷基铵离子取代,生成、四烷基R可以相同,也可以不同,X卤素离子的吸收二氧化硫的吸收的这类离子液体。
2.1.4咪唑类离子液体
咪唑离子液体一般是指咪唑环类离子液体的主要成分，研究表明，离子液体在吸收SO2的过程中主要通过阴阳离子之间的间隙进行，被认为是物理吸收。
2.2基本原理
离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子在室温或接近室温合成的液态离子化合物,与传统有机溶剂相比,低熔点、酸、碱性范围可调、无毒的高极性、良好的化学稳定性和挥发性弱和燃烧特性,可以代替有机溶剂的化学反应,从而实现绿化的反应过程。离子液体循环吸收和脱硫技术采用离子液体，有机阳离子和无机阴离子，加入少量的活性剂、抗氧化剂和缓蚀剂作为吸收剂。该吸收体对SO2气体具有良好的吸收和解吸能力，不会产生对大气造成污染的有害气体。在40 ~ 50的常温下，离子的吸收液吸收SO2气体，离子吸收液中的SO2可以解调[2]。
3碱性溶液脱硫技术
3. 1双碱法
双碱法是一种以氢氧化钠溶液为起始脱硫剂，促进脱硫剂循环利用的脱硫技术。Coney研究了操作参数影响双碱性的再生过程,实验结果表明,浓度是0.3和0.4 mol/ L,最佳再生条件温度50℃,搅拌转速500 r / min,再生反应后的响应时间为1分钟。Ca(OH)2含量约为34%。在这些条件下，SO2的去除率可达99%以上，出口SO2的质量浓度低于50 mg/m3。Pen dongle等利用电石渣浆或电石渣(干渣)和液碱作为脱硫剂，开发了一种脱硫新工艺，实现了废渣经济的有效脱硫。结果表明，脱硫效率可达95.4%。
3.2石灰石(石灰)/石膏法
石灰石(石灰)/石膏法是一种以石灰石(石灰)/石膏为脱硫剂的烟气脱硫技术，夏英英等研究了一种天然石灰石作为脱硫剂、高温和去除固定床硫化氢的方法，结果表明石灰石(0.38 ~ 0.83 mm)可以达到最佳脱硫效果;硫化氢吸收的速度是3.0厘米/秒,最好的工作温度是850℃。刘昌奇等研究了石灰石半干法烧结烟气脱硫的方法。结果表明，该方法能达到90%以上的脱硫率，有效去除粉尘[3]。
4离子液体循环吸收和脱硫过程
含硫烟气温度,冷水洗塔除了灰尘发送到60 ~ 80℃后进入吸收塔,如少量烟气粉尘,可以直接进入吸收器,烟气和离子液体的液体逆流接触,二氧化硫烟气和离子液体溶液吸收,烟气的脱硫净化符合环保标准后,从吸收塔送出的烟道直接排入大气。吸收SO2后，通过吸收塔将离子液体(富液)泵入富、差的液体热交换器，并将热回收热量转移到再生塔的上部。通过对二氧化硫的剥离解吸后，在再生塔上的富液，然后进入再沸器，蒸汽加热再生，进一步解吸SO2，继续加热再生成为的溶液，离子液体消耗8% ~ 11%的量。采用蒸汽间接加热再沸器，确保底部温度控制在105 ~ 110℃。与水汽相连接的SO2由冷凝器冷却，但在40度后，气液分离器除去水分，得到了纯度为99.5%的SO2气体，下部为98%浓硫酸。将气液分离器内的冷凝液分离出来的冷凝物，从回流泵回收到再生塔的顶部，以维持系统的水平衡。SO2解吸后，废液从再生塔排出，差液泵送至富、差的液体热交换器和劣质液体冷却器加热，然后进入吸收器的上部重新吸收SO2。离子吸收器是一种循环往复的过程，它形成了SO2离子液体脱硫的整个连续吸收和解吸过程。
5烟气脱硫中离子液体的作用
5.1 脱硫效率高
脱硫效率可达99.5%以上，可灵活调节脱硫效率。利用阴离子和阳离子的不同组合来调节离子液体的物理和化学性质，使离子液体通过分子设计具有优异的设计和特殊功能。离子液体再生回收工艺简单，去除SO2高纯度，无固体杂质，可直接用在酸中，除去一吨SO2副产物需要98%的离子液体1.6吨，与传统方法相比，综合经济指标具有明显优势。
5.2低操作成本
脱硫工艺过程简单，脱硫工艺自动化程度高，系统可靠，调试维修费用低，安装面积小。吸收液体可循环利用、循环利用、低损耗。再生塔对蒸汽品位要求较低，可以利用工厂的低品位余热来实现吸收性液体的再生。水的消耗量很低，大约90%的水被循环利用。不需要定期的大规模运输， 不需要规划运输和仓储用地。脱硫设施运行成本较低，烟气中硫含量不随着烟气中硫含量的增加而增加，烟气中硫含量可降低15%，达到净化指标[4]。
5.3良好的环境效益
脱硫离子液体一般没有蒸气压，所以在使用过程中不会产生污染大气的有害气体。资源化脱硫,和副产品综合利用方便,同时减少二氧化硫排放，硫回收后可以用于生产硫酸、农药和化肥的生产,以及实现硫资源的有效回收利用,缓解现状中国进口大量的硫,并能产生良好的经济效益,它的收益可以抵消脱硫装置部分的运行成本和降低脱硫成本。
6结束语
离子液体循环吸收脱硫技术是一种绿色溶剂,离子液体可以设计为吸收剂,一般没有蒸汽压,使用过程中不产生有害气体造成的大气污染,具有自主知识产权,所有设备可以实现本地化生产,为高浓度二氧化硫气体脱硫回收,没有新的污染物,实现，烟气脱硫装置的效率高,资源回收简单，与传统的脱硫方法相比，综合经济指标具有明显的优势，符合循环经济发展目标的状态。
参考文献：
[1]王姣.离子液脱硫法在锌冶炼项目中的探讨[J].硫酸工业,2013(4):44-46.
[2]王永刚.双碱法用于旋转填充床脱除气体中二氧化硫的研究[D].北京:北京化工,2012.
[3]王睿,裴家炜.离子液循环吸收烟气脱硫技术及其应用前景[J].烧结球团,2013(2):5-10.
[4]程广文,王晓乾,姚明宇,杨成龙,李阳.离子液体脱硫及再生性能实验[J].热力发电,2016(45):14-18.
论文作者:陈薇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/5
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