RU2018140500A

RU2018140500A - Удаление сульфата из растворителей анионообменной смолой

Info

Publication number: RU2018140500A
Application number: RU2018140500A
Authority: RU
Inventors: Эрнесто ВЕРА-КАСТАНЕДА
Original assignee: Мекс, Инк.
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2020-05-19
Also published as: EP3445475B1; EP3445475A1; RU2018140500A3; ES2927966T3; RU2742639C2; AU2017254121B2; AU2017254121A1; US10543453B2; CN109475806B; EP3445475A4; WO2017184591A1; CN109475806A; US20190111381A1; CA3021270A1

Claims

1. Способ избирательного удаления и извлечения диоксида серы из содержащего диоксид серы исходного газа, причем способ включает в себя

приведение питающего газового потока, содержащего исходный газ, в контакт с забуференной водной поглощающей средой, содержащей соль многоосновной карбоновой кислоты, в абсорбере диоксида серы, тем самым абсорбируя диоксид серы из питающего газового потока поглощающей средой и образуя отходящий газ, из которого удален диоксид серы, и обогащенную диоксидом серы абсорбционную жидкость, содержащую водную поглощающую среду и абсорбированный в ней диоксид серы;

нагревание обогащенной диоксидом серы абсорбционной жидкости в отпарном аппарате абсорбционной жидкости, чтобы десорбировать диоксид серы из обогащенной диоксидом серы абсорбционной жидкости, и таким образом получают регенерированную водную поглощающую среду и обогащенный диоксидом серы отпарной газ;

направление на рециркуляцию регенерированной водной поглощающей среды в абсорбер диоксида серы для дальнейшей абсорбции диоксида серы из последующего потока питающего газового потока, где примеси двухвалентных оксианионов серы накапливаются в водной поглощающей среде, циркулирующей между отпарным аппаратом абсорбционной жидкости и абсорбером диоксида серы; и

приведение питающего анионообменного потока, содержащего по меньшей мере часть водной поглощающей среды, циркулирующей между отпарным аппаратом абсорбционной жидкости и абсорбером диоксида серы, в контакт с анионообменной смолой, тем самым избирательно удаляя примеси двухвалентных оксианионов серы из питающего анионообменного потока и получая обработанную водную поглощающую среду, из которой удалены примеси, и анионообменную смолу, нагруженную примесями, удаленными из питающего анионообменного потока, где питающий анионообменный поток подкисляют до приведения в контакт с анионообменной смолой с целью преобразования в нем по меньшей мере части соли многоосновной карбоновой кислоты в соответствующую кислоту.

2. Способ по п. 1, где забуференная водная поглощающая среда содержит соль многоосновной карбоновой кислоты, причем многоосновная карбоновая кислота способна проходить множество диссоциаций, каждая из которых характеризуется значением pKa, где по меньшей мере одно из значений pKa составляет от примерно 3 до примерно 10 при 25°C, или от примерно 4 до примерно 7 при 25°C.

3. Способ по п. 1, где водная поглощающая среда содержит металлическую соль многоосновной карбоновой кислоты, выбранной из группы, состоящей из лимонной кислоты, винной кислоты, яблочной кислоты и их смесей.

4. Способ по п.3, где водная поглощающая среда содержит соль металла и яблочной кислоты.

5. Способ по п.4, где водная поглощающая среда содержит малат натрия.

6. Способ по п.4, где мольное отношение кислой соли яблочной кислоты к малатной соли в забуференной водной поглощающей среде, подаваемой в абсорбер, варьируется от примерно 0,5 до примерно 2, или от примерно 0,7 до примерно 1,5.

7. Способ по п. 1, где анионообменная смола представляет собой слабоосновную анионообменную смолу.

8. Способ по п. 1, где примеси двухвалентных оксианионов серы, избирательно удаляемых анионообменной смолой, включают в себя сульфатные (SO₄ ^2-) анионы.

9. Способ по п. 1, где питающий анионообменный поток подкисляют добавлением подкислителя, характеризующегося значением pKa, которое ниже самого низкого значения pKa многоосновной карбоновой кислоты, до контакта с анионообменной смолой.

10. Способ по п. 1, где питающий анионообменный поток подкисляют добавлением подкислителя, выбранного из группы, состоящей из диоксида серы, серной кислоты, сернистой кислоты и их комбинаций, до контакта с анионообменной смолой.

11. Способ по п. 10, где подкислитель содержит сернистую кислоту.

12. Способ по п. 1, где питающий анионообменный поток подкисляют до такого значения pH, чтобы не менее примерно 50%, не менее примерно 75% или не менее примерно 95% от общего количества абсорбента на основе многоосновной карбоновой кислоты, присутствующего в подкисленном питающем анионообменном потоке, было переведено в кислотную форму.

13. Способ по п. 1, где питающий анионообменный поток подкисляют до значения pH, составляющего менее примерно 4, менее примерно 3, менее примерно 2,8 или менее примерно 2,5, от примерно 1 до примерно 4, от примерно 1,5 до примерно 3, от примерно 2 до примерно 3, от примерно 2,1 до примерно 2,8, от примерно 2,1 до примерно 2,5, или от примерно 2,1 до примерно 2,3, до приведения в контакт с анионообменной смолой.

14. Способ по п. 1, где нагруженную анионообменную смолу регенерируют путем приведения нагруженной анионообменной смолы в контакт с сильным основанием с целью удаления примесей двухвалентных оксианионов серы и получения регенерированной анионообменной смолы и потока отходов, содержащего примеси двухвалентных оксианионов серы.

15. Способ по п. 1, где нагруженную анионообменную смолу регенерируют путем приведения нагруженной анионообменной смолы в контакт с раствором каустической соды с целью удаления примесей двухвалентных оксианионов серы и получения регенерированной анионообменной смолы и потока отходов, содержащего примеси двухвалентных оксианионов серы.

16. Способ по п. 14, где регенерация нагруженной анионообменной смолы включает в себя приведение нагруженной анионообменной смолы в контакт с промывочной водой до и/или после контакта нагруженной анионообменной смолы с раствором сильного основания.

17. Способ по п. 1, где питающий анионообменный поток содержит по меньшей мере часть обогащенной диоксидом серы абсорбционной жидкости из абсорбера диоксида серы.

18. Способ по п. 14, где мольное отношение частиц двухвалентных оксианионов серы к анионам абсорбента на основе соли многоосновной карбоновой кислоты в суммарном выходящем потоке, отводимом в ходе регенерации анионообменной смолы, составляет по меньшей мере примерно 10:1, по меньшей мере примерно 20:1, по меньшей мере примерно 30:1, по меньшей мере примерно 40:1, по меньшей мере примерно 50:1, по меньшей мере примерно 75:1, по меньшей мере примерно 100:1, по меньшей мере примерно 150:1 или по меньшей мере примерно 200:1.

19. Способ по п. 14, где отношение веса частиц двухвалентных оксианионов серы к суммарному весу частиц двухвалентных оксианионов серы и анионов абсорбента на основе соли многоосновной карбоновой кислоты (без учета воды), извлеченных в ходе регенерации анионообменной смолы, составляет более примерно 90%, более примерно 95%, более примерно 97%, более примерно 98% или более примерно 99%.

20. Способ по п. 1, где забуференная водная поглощающая среда, приводимая в контакт с питающим газовым потоком, дополнительно содержит ингибитор окисления.

21. Способ по п.20, где ингибитор окисления выбирают из группы, состоящей из аскорбиновой кислоты, этилендиаминтетрауксусной кислоты, п-фенилендиамина, гидрохинона, глутатиона, моноэтилового эфира гидрохинона, их солей и их смесей.

22. Способ по п.20, где ингибитор окисления представляет собой аскорбиновую кислоту или ее соль.

23. Способ по п. 1, где обогащенный диоксидом серы отпарной газ содержит водяной пар, и способ дополнительно включает в себя

отведение регенерированной поглощающей среды из выходного отверстия для жидкого потока отпарного аппарата абсорбционной жидкости и первичного выходящего потока обогащенного диоксидом серы отпарного газа из выходного отверстия для парового потока отпарного аппарата абсорбционной жидкости;

конденсацию воды из первичного выходящего потока обогащенного диоксидом серы отпарного газа путем непрямой теплопередачи от первичного выходящего потока обогащенного диоксидом серы отпарного газа к охлаждающей среде в холодильнике/конденсаторе первичного отпарного газа, тем самым получая содержащий диоксид серы водный конденсат и содержащий диоксид серы уходящий газ; и

объединение по меньшей мере части обогащенной диоксидом серы абсорбционной жидкости, выведенной из абсорбера диоксида серы, с подкислителем, выбранным из группы, состоящей из сернистой кислоты и/или диоксида серы, полученных из содержащего диоксид серы водного конденсата, содержащего диоксид серы уходящего газа и их комбинаций, для подкисления питающего анионообменного потока.

24. Способ по п.23, дополнительно включающий в себя приведение содержащего диоксид серы водного конденсата, выходящего из холодильника/конденсатора первичного отпарного газа в контакт с потоком в отпарном аппарате для конденсата с целью получения отпаренного конденсата и выходящего потока газа отпарного аппарата для конденсата, содержащего водяной пар и диоксид серы; и

конденсацию воды из выходящего потока газа отпарного аппарата для конденсата путем непрямой теплопередачи от выходящего потока газа отпарного аппарата для конденсата к охлаждающей среде в холодильнике/конденсаторе вторичного отпарного газа, тем самым получая второй содержащий диоксид серы водный конденсат и содержащий диоксид серы продуктовый поток;

где по меньшей мере часть обогащенной диоксидом серы абсорбционной жидкости, выведенной из абсорбера диоксида серы, объединяют с подкислителем, выбранным из группы, состоящей из сернистой кислоты, полученной из второго содержащего диоксид серы водного конденсата, диоксида серы, полученного в содержащем диоксид серы продуктовом потоке, и их комбинаций, для подкисления питающего анионообменного потока.

25. Способ по п. 1, где способ дополнительно включает в себя приведение питающего газового потока в контакт с водой в аппарате для насыщения выше по потоку от абсорбера диоксида серы относительно питающего газового потока, тем самым повышая содержание влаги в питающем газовом потоке, вводимом в абсорбер диоксида серы, и получая водный выходящий поток, содержащий сернистую кислоту, на выходе из аппарата для насыщения; и

объединение по меньшей мере части обогащенной диоксидом серы абсорбционной жидкости, выведенной из абсорбера диоксида серы, с по меньшей мере частью водного выходящего потока на выходе из аппарата для насыщения для подкисления питающего анионообменного потока.

26. Способ по п. 1, где способ дополнительно включает в себя приведение питающего катионообменного потока, содержащего по меньшей мере часть водной поглощающей среды, циркулирующей между отпарным аппаратом абсорбционной жидкости и абсорбером диоксида серы, в контакт с катионообменной смолой, тем самым избирательно удаляя примеси ионов металлов из питающего катионообменного потока, получая обработанную водную среду, из которой удалены примеси металлов, и катионообменную смолу, нагруженную примесями металлов, удаленными из питающего катионообменного потока.