[发明专利]一种无水二氧化碳吸收剂及吸收解吸二氧化碳的方法

说明书

本发明公开了一种无水二氧化碳吸收剂及吸收解吸二氧化碳的方法；一种无水二氧化碳吸收剂制备方法，包括以下步骤：将胺溶解于甲醇，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；在得到的混合溶液中加入中空二氧化硅微球或者多孔二氧化硅微球，继续搅拌反应2～8小时，反应结束后，进行真空干燥，得到胺改性二氧化硅微球；将胺改性二氧化硅微球与2‑[2‑(二甲基氨基)乙氧基]乙醇混合，得到胺改性二氧化硅微球乳液状无水二氧化碳吸收剂；胺改性二氧化硅微球在吸收剂中的质量分数范围为：5wt％～40wt％；本发明二氧化碳吸收量是纯固体吸附剂和纯液相吸收剂吸收量总和的2倍多；可应用在化石燃料发电厂，水泥厂，钢厂，炼油厂等二氧化碳排放高的行业中。

技术领域

本发明涉及一种吸收剂，具体涉及一种无水二氧化碳吸收剂及吸收解吸二氧化碳的方法。

背景技术

二氧化碳被认为是主要的温室气体。随着化石能源的大规模开采和利用，导致二氧化碳大量排放，加剧了全球温室效应，对人类环境和生存产生威胁，因此有效降低二氧化碳排放成为近年来的研究热点。

为了降低二氧化碳排放量，改善全球气候和环境、确保人类长期生存。2009年中国政府在哥本哈根世界气候大会上承诺，到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％～45％。

国际能源署(IEA)和经济合作与发展组织(OECD)数据显示，现有电厂二氧化碳年排放量约106亿吨，占全世界排放总量的40.6％，尤其是我国能源结构以煤炭为主，火电发电量占全国发电量的约80％，是二氧化碳排放占比最高的行业。目前，对燃煤电厂而言燃烧后捕集技术是控制二氧化碳排放最具前景的方法之一。

现有技术中，常用的碳捕集材料主要有液体材料和固体多孔材料。

有机胺溶液是典型的液体碳捕集材料，特别是乙醇胺(MEA)溶液具有吸收量高、吸收速率快等优点，是一种相对成熟的二氧化碳吸收工艺，已经约有60年的于工业化二氧化碳捕集历史。但MEA溶液存在易分解流失、设备腐蚀严重、再生能耗高等问题。

固体碳捕集材料种类较多，比如沸石、金属氧化物、金属有机骨架等。由于具有低再生能耗、无腐蚀设备等优点也被广泛研究。然而，固体碳捕集材料工业化应用技术不成熟，目前并不能完全替代液相吸收法。首先，液相吸收剂可以采用热集成系统实现热量的重复利用。但热集成系统不能高效地用于固态，在碳捕集过程的能源效率很低。其次，固体材料很难实现连续流循环利用，不便于大规模、连续化操作。

因此，开发具有吸收量高、循环稳定性好、再生能耗低等优点的新型吸收剂成为提高二氧化碳捕集工艺的趋势之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种吸收量高、循环稳定性好、再生能耗低等优点的二氧化碳吸收剂及吸收解吸的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种无水二氧化碳吸收剂制备方法，包括以下步骤：

A、将胺溶解于甲醇，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；

B、在步骤A得到的混合溶液中加入中空二氧化硅微球或者多孔二氧化硅微球，继续搅拌反应2～8小时，反应结束后，进行真空干燥，得到胺改性二氧化硅微球；

C、将胺改性二氧化硅微球与2-[2-(二甲基氨基)乙氧基]乙醇混合，得到胺改性二氧化硅微球乳液状无水二氧化碳吸收剂；胺改性二氧化硅微球在吸收剂中的质量分数范围为：5wt％～40wt％。

根据本发明所述的一种无水二氧化碳吸收剂制备方法的进一步方案，所述胺为聚合物胺或者烷基胺。

根据本发明所述的一种无水二氧化碳吸收剂制备方法的进一步方案，胺与二氧化硅微球或者胺与多孔二氧化硅微球按1:9～3:2的比例添加。