基于MDEA的烟气SO2捕集过程工艺参数和能量集成分析

王东亮，谢江鹏，周怀荣，孟文亮，杨勇，李德磊

（1 兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州730050； 2 白银有色集团股份有限公司，甘肃白银730900）

引 言

含SO2烟气排放是造成大气污染的一个重要原因[1]，而SO2也是一种重要的化工原料[2]，将烟气中SO2富集并加以利用，对环境保护意义重大，同时还会给企业带来可观的经济效益[3]。锌冶炼过程中产生大量的SO2烟气，通常采用接触法将烟气SO2转化为硫酸，然而在中国西北地区，受经济发展水平和运输半径限制，没有足够的下游用户消纳相应的硫酸产品[4]。通过对烟气中SO2的高效捕集生产液体SO2，作为亚硫酸盐、漂白剂、氧化剂等精细化工产品的原料，可实现硫资源的高效循环利用[5]。早期有机胺主要用于H2S、CO2等酸性气体的捕集[6-7]，因其工艺简单、捕集效率高、无二次污染等得到广泛应用[8]。SO2和CO2结构相似，加拿大联合碳化物公司于1988 年首次开发了有机胺捕集烟气SO2的Cansolv 工艺，并于2001 年实现该工艺的商业化运行[9]，有机胺法捕集烟气SO2的研究逐渐展开。

目前，有机胺捕集烟气SO2的研究主要集中于吸收剂组分及其热力学性能的研究[10-12]。Hakka等[13]阐述了Cansolv 法工艺原理和工艺参数，其吸收剂是一种二元胺。徐宏建等[14-15]估算了MDEA 吸收SO2的Gibbs 自由能变和反应平衡常数，得到MDEA吸收SO2较石灰石-石膏湿法更具优势，并对不同有机胺溶剂吸收SO2的吸收性能进行了研究，吸收性能依次为哌嗪＞乙二胺＞DEA＞MDEA，而解吸性能依次为MDEA＞乙二胺＞DEA＞哌嗪。为提高乙二胺捕集SO2的性能，邹海魁等[16]利用空间位阻胺DMSO 的解吸优势，与乙二胺混合制成复配吸收剂，进行脱除SO2的研究，得到复配吸收剂的吸收容量从单一乙二胺吸收时的6.81 g/L 提高到12.3 g/L；……