[发明专利]蒸气抑制添加剂

说明书

发明领域

本发明涉及胺以及它们在从气流中捕集二氧化碳中的用途。

发明背景

对于温室气体的固定生产者存在着不断增长的压力来显著降低它们的大气排放。特别关注的是二氧化碳（CO₂）到大气中的排放。减少大气CO₂排放的一种方法是通过在一个点源将其捕集并且随后储存在地质的或其他储存器中。

用于从发电站以及其他燃烧烟气的装置中捕集CO₂的方法被称为燃烧后捕集（PCC）。用于PCC的最成熟的市售技术是基于溶剂的CO₂吸收/释放。当实践广泛推广的PCC技术时，将会要求大量的溶剂，如氨和胺。从另一个角度来看，一个燃烧粉碎的黑煤的典型2.4GW发电机产生了约30-50吨CO₂/分钟，或680kmol/分钟。清楚的是，将在这个等级的PCC工厂中循环使用的溶剂量是空前的。溶剂和溶剂降解产物（通过氧化和热过程生产的）的潜在环境影响需要考虑，尤其是当通过溶剂滑脱（slippage）以这个规模而释放到局部环境中时可能是不可避免的时候。

用于CO₂捕集的最有吸引力的物理溶剂是具有以下特性的那些，诸如：高热稳定性、极低的蒸气压力、不可燃性、以及无毒性。此类材料具有以在气体流中极小的溶剂损失来捕集CO₂的潜力。

使用氨溶液从烟气流中去除CO₂从化学的观点来看是有吸引人的，具有相对于从气体混合物中回收CO₂长久已知的使用一乙醇胺（MEA）或其他胺作为溶剂的的系统而言多个重要的优点。这些优点包括：

1.SO_x和NO_x可以得到吸收，其可能性是将用过的溶剂溶液作为肥料（SO_x和NO_x降解胺溶剂）而有利地出售。

2.在广泛的商业应用中，氨是一种低成本的化学品。

3.对于此种方法所要求的总能量设计是对于MEA系统所要求的约40%。

关于这种氨法，该溶剂溶液由铵、碳酸氢盐离子以及到一个较小程度的碳酸盐组成，该碳酸盐与溶解的氨（水性）、以及溶解的CO₂（水性）相平衡。在该吸收塔中，水和氨与CO₂（水性）发生反应以便形成碳酸氢盐离子或者氨基甲酸铵离子，其中该反应在汽提塔中通过施加能量而发生逆变。这些相关联的水相反应可以通过以下总体的方程来概述：

(方程1)

(方程2)

(方程3)

(方程4)

氨是一种轻质分子（分子量=17道尔顿），它在高于-30摄氏度的温度（在大气温度）以上是气体，并且容易溶解在水中。将水性铵溶液用气体流（如在一种后燃烧捕集过程中）鼓泡将会导致氨离开该溶液并且进入到气相中。离开该吸收塔的气相游离氨的量值是与水性氨的量值成比例的，这通过溶液化学作用和热力学因素（如温度）来控制：更高的温度使得气相氨的量值增加。

对氨法的主要关注已经是与该吸收塔和汽提塔相关联的氨损失（或“滑移”）。用来缓解从捕集设备中的氨滑移的一种可能的途径是使用添加剂以提高氨水的沸腾温度，因此通过盐-或共沸的作用来降低氨损失。

本发明的一个目的是克服或者至少减轻与使用氨作为CO₂捕集溶剂相关联的这些问题中的一个或多个。

在该说明书中提及任何现有技术不被并且应该不被认为是一种承认或者任何形式的建议，即：该现有技术形成了在澳大利亚或任何其他司法管辖区域中公共常识的一部分，或者该现有技术可以被本领域内普通技术人员合理预期进行确定、理解、并且视为相关。

发明概述

因此，在一个方面，本发明提供了一种用于从含CO₂的气体流中去除CO₂的方法，包括以下步骤：