- 離子液體分離回收含氨氣體技術(shù)國際領(lǐng)先
- 發(fā)布日期：2022-05-17
5月10日，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)以線上+線下方式組織召開了“離子液體法工業(yè)用氨吸收及循環(huán)利用綠色新技術(shù)”科技成果鑒定會(huì)。以中國科學(xué)院院士何鳴元為主任的鑒定委員會(huì)認(rèn)為：該技術(shù)創(chuàng)新性強(qiáng)，先進(jìn)、成熟、可靠，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，處于國際領(lǐng)先水平；經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益突出，符合國家節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策，可推廣相關(guān)行業(yè)的工業(yè)含氨氣體處理和回收利用，具有廣闊的應(yīng)用前景。
該成果由中國科學(xué)院過程工程研究所、金堆城鉬業(yè)股份有限公司化學(xué)分公司等單位共同合作完成。中科院過程研究所所長張鎖江院士告訴記者，離子液體作為一類陰陽離子組成的新型介質(zhì)，具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)、氫鍵-靜電耦合、酸堿性可調(diào)等特征，使其對(duì)氨氣分子具有更高的溶解能力和吸收選擇性。離子液體自身還具有極高的內(nèi)聚能及極低的蒸氣壓、不揮發(fā)，解吸再生時(shí)不會(huì)像有機(jī)溶劑那樣因其揮發(fā)而造成二次污染。因此離子液體對(duì)氣體的吸收分離具有先天優(yōu)勢。
“基于此，我們創(chuàng)新提出了非水離子液體體系含氨氣體凈化回收綠色新技術(shù)，發(fā)明了氨吸收量高、循環(huán)穩(wěn)定性好的功能復(fù)合離子液體吸收劑，突破了離子液體粘度大導(dǎo)致其吸收速率低、成本高制約規(guī)模工業(yè)應(yīng)用等難題。”張鎖江介紹說。基于離子液體的特性，同時(shí)設(shè)計(jì)開發(fā)了內(nèi)構(gòu)件強(qiáng)化吸收的填料塔和離子液體薄膜高效快速解吸設(shè)備;研發(fā)了離子液體吸收凈化再生新工藝，實(shí)現(xiàn)無需停車的連續(xù)在線凈化，形成了離子液體法工業(yè)含氨氣體分離回收利用成套新技術(shù)。與進(jìn)口裝置水洗工藝相比，新技術(shù)具有能耗低、可直接回收氨、尾氣達(dá)標(biāo)排放、無氨氮廢水產(chǎn)生等優(yōu)勢。
經(jīng)聯(lián)合攻關(guān)，該技術(shù)在位于陜西渭南的金鉬股份化學(xué)分公司獲得成功應(yīng)用，建成了世界首套處理量1.3億Nm3/年的鉬化工尾氣氨回收工業(yè)示范裝置。該裝置自2019年1月至今連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行40個(gè)月，綜合成本較現(xiàn)有的水洗法降低36%以上，且實(shí)現(xiàn)了氨資源循環(huán)利用。經(jīng)環(huán)保部門在線監(jiān)測，含氨尾氣排放達(dá)標(biāo)，解決了企業(yè)生產(chǎn)過程中面臨的環(huán)保難題，為離子液體在工業(yè)氣體分離領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用提供了典范。
據(jù)悉，氨作為重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品之一，廣泛用于化工、冶金、制藥、電子等行業(yè)，如在合成氨、尿素、鉬酸銨、氧化鉬、三聚氰胺等生產(chǎn)過程中，都會(huì)產(chǎn)生大量工業(yè)含氨氣體。同時(shí)，氨是一種堿性氣態(tài)污染物，與大氣中SOX和NOX反應(yīng)生成的硫銨、硝銨類等PM2.5的二次顆粒物，是形成霧霾的重要原因之一。國家《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》專門增加了氨氮污染物排放總量約束，氨排放標(biāo)準(zhǔn)愈加嚴(yán)格。
雖然現(xiàn)有的水洗法、硫酸或磷酸水溶液吸收法可實(shí)現(xiàn)含氨尾氣凈化達(dá)標(biāo)排放，但得到的稀氨水、硫酸或磷酸銨利用價(jià)值較低，且易造成二次污染，一直是困擾行業(yè)綠色發(fā)展的重大難題。研發(fā)含氨尾氣高效低能耗凈化和分離回收的變革性技術(shù)刻不容緩，也是行業(yè)綠色升級(jí)的急切期盼。
目前我國工業(yè)含氨尾氣總量較大，每年約300萬噸，涉及多個(gè)行業(yè)，回收利用潛力巨大。高效分離回收工業(yè)含氨氣體中的氨，是有效控制氨污染、減少霧霾二次顆粒物形成的主要途徑。同時(shí)，氨資源綜合回收利用不僅具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，還可減少合成氨需求，從而間接地降低碳排放。該技術(shù)為工業(yè)含氨氣體的凈化及循環(huán)利用提供了先進(jìn)可靠的解決方案，將極大推動(dòng)離子液體產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，提升我國在世界離子液體及綠色化學(xué)化工領(lǐng)域的影響力。
