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离子液体分离回收含氨气体技术国际领先

日期:2022-05-16 来源:合肥新申酷环保科技有限公司 访问:114

  5月10日,中国石油和化学工业联合会以线上+线下方式组织召开了“离子液体法工业用氨吸收及循环利用绿色新技术”科技成果鉴定会。以中国科学院院士何鸣元为主任的鉴定委员会认为:该技术创新性强,先进、成熟、可靠,拥有自主知识产权,处于国际领先水平;经济和环境效益突出,符合国家节能环保产业政策,可推广相关行业的工业含氨气体处理和回收利用,具有广阔的应用前景。

  该成果由中国科学院过程工程研究所、金堆城钼业股份有限公司化学分公司等单位共同合作完成。中科院过程研究所所长张锁江院士告诉记者,离子液体作为一类阴阳离子组成的新型介质,具有结构可设计、氢键-静电耦合、酸碱性可调等特征,使其对氨气分子具有更高的溶解能力和吸收选择性。离子液体自身还具有极高的内聚能及极低的蒸气压、不挥发,解吸再生时不会像有机溶剂那样因其挥发而造成二次污染。因此离子液体对气体的吸收分离具有先天优势。

  “基于此,我们创新提出了非水离子液体体系含氨气体净化回收绿色新技术,发明了氨吸收量高、循环稳定性好的功能复合离子液体吸收剂,突破了离子液体粘度大导致其吸收速率低、成本高制约规模工业应用等难题。”张锁江介绍说。基于离子液体的特性,同时设计开发了内构件强化吸收的填料塔和离子液体薄膜高效快速解吸设备;研发了离子液体吸收净化再生新工艺,实现无需停车的连续在线净化,形成了离子液体法工业含氨气体分离回收利用成套新技术。与进口装置水洗工艺相比,新技术具有能耗低、可直接回收氨、尾气达标排放、无氨氮废水产生等优势。

  经联合攻关,该技术在位于陕西渭南的金钼股份化学分公司获得成功应用,建成了世界首套处理量1.3亿Nm3/年的钼化工尾气氨回收工业示范装置。该装置自2019年1月至今连续稳定运行40个月,综合成本较现有的水洗法降低36%以上,且实现了氨资源循环利用。经环保部门在线监测,含氨尾气排放达标,解决了企业生产过程中面临的环保难题,为离子液体在工业气体分离领域大规模应用提供了典范。

  据悉,氨作为重要的基础化工产品之一,广泛用于化工、冶金、制药、电子等行业,如在合成氨、尿素、钼酸铵、氧化钼、三聚氰胺等生产过程中,都会产生大量工业含氨气体。同时,氨是一种碱性气态污染物,与大气中SOX和NOX反应生成的硫铵、硝铵类等PM2.5的二次颗粒物,是形成雾霾的重要原因之一。国家《“十三五”生态环境保护规划》专门增加了氨氮污染物排放总量约束,氨排放标准愈加严格。

  虽然现有的水洗法、硫酸或磷酸水溶液吸收法可实现含氨尾气净化达标排放,但得到的稀氨水、硫酸或磷酸铵利用价值较低,且易造成二次污染,一直是困扰行业绿色发展的重大难题。研发含氨尾气高效低能耗净化和分离回收的变革性技术刻不容缓,也是行业绿色升级的急切期盼。

  目前我国工业含氨尾气总量较大,每年约300万吨,涉及多个行业,回收利用潜力巨大。高效分离回收工业含氨气体中的氨,是有效控制氨污染、减少雾霾二次颗粒物形成的主要途径。同时,氨资源综合回收利用不仅具有显著的经济效益,还可减少合成氨需求,从而间接地降低碳排放。该技术为工业含氨气体的净化及循环利用提供了先进可靠的解决方案,将极大推动离子液体产业化进程,提升我国在世界离子液体及绿色化学化工领域的影响力。

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