離子液體分離回收含氨氣體技術國際領先

　　5月10日，中國石油和化學工業聯合會以線上+線下方式組織召開了“離子液體法工業用氨吸收及循環利用綠色新技術”科技成果鑒定會。以中國科學院院士何鳴元為主任的鑒定委員會認為：該技術創新性強，先進、成熟、可靠，擁有自主知識產權，處于國際領先水平；經濟和環境效益突出，符合國家節能環保產業政策，可推廣相關行業的工業含氨氣體處理和回收利用，具有廣闊的應用前景。

　　該成果由中國科學院過程工程研究所、金堆城鉬業股份有限公司化學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，具有結構可設計、氫鍵-靜電耦合、酸堿性可調等特征，使其對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聚能及極低的蒸氣壓、不揮發，解吸再生時不會像有機溶劑那樣因其揮發而造成二次污染。因此離子液體對氣體的吸收分離具有先天優勢。

　　“基于此，我們創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，發明了氨吸收量高、循環穩定性好的功能復合離子液體吸收劑，突破了離子液體粘度大導致其吸收速率低、成本高制約規模工業應用等難題。”張鎖江介紹說。基于離子液體的特性，同時設計開發了內構件強化吸收的填料塔和離子液體薄膜高效快速解吸設備;研發了離子液體吸收凈化再生新工藝，實現無需停車的連續在線凈化，形成了離子液體法工業含氨氣體分離回收利用成套新技術。與進口裝置水洗工藝相比，新技術具有能耗低、可直接回收氨、尾氣達標排放、無氨氮廢水產生等優勢。

　　經聯合攻關，該技術在位于陜西渭南的金鉬股份化學分公司獲得成功應用，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示范裝置。該裝置自2019年1月至今連續穩定運行40個月，綜合成本較現有的水洗法降低36%以上，且實現了氨資源循環利用。經環保部門在線監測，含氨尾氣排放達標，解決了企業生產過程中面臨的環保難題，為離子液體在工業氣體分離領域大規模應用提供了典范。

　　據悉，氨作為重要的基礎化工產品之一，廣泛用于化工、冶金、制藥、電子等行業，如在合成氨、尿素、鉬酸銨、氧化鉬、三聚氰胺等生產過程中，都會產生大量工業含氨氣體。同時，氨是一種堿性氣態污染物，與大氣中SOX和NOX反應生成的硫銨、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”生態環境保護規劃》專門增加了氨氮污染物排放總量約束，氨排放標準愈加嚴格。

　　雖然現有的水洗法、硫酸或磷酸水溶液吸收法可實現含氨尾氣凈化達標排放，但得到的稀氨水、硫酸或磷酸銨利用價值較低，且易造成二次污染，一直是困擾行業綠色發展的重大難題。研發含氨尾氣高效低能耗凈化和分離回收的變革性技術刻不容緩，也是行業綠色升級的急切期盼。

　　目前我國工業含氨尾氣總量較大，每年約300萬噸，涉及多個行業，回收利用潛力巨大。高效分離回收工業含氨氣體中的氨，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，氨資源綜合回收利用不僅具有顯著的經濟效益，還可減少合成氨需求，從而間接地降低碳排放。該技術為工業含氨氣體的凈化及循環利用提供了先進可靠的解決方案，將極大推動離子液體產業化進程，提升我國在世界離子液體及綠色化學化工領域的影響力。