[发明专利]一种低能耗无水CO2 有效
申请号: | 201811103762.9 | 申请日: | 2018-09-25 |
公开(公告)号: | CN108854459B | 公开(公告)日: | 2022-03-15 |
发明(设计)人: | 张青松;李晓朋;李云飞;张娟;蔡依蓉;李安安;金学东;刘鹏飞;陈莉 | 申请(专利权)人: | 天津工业大学 |
主分类号: | B01D53/14 | 分类号: | B01D53/14 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 300387 *** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 能耗 无水 co base sub | ||
本发明公开了一种低能耗无水CO2相变吸收剂及再生方法和应用,该吸收剂采用具有伯胺(NH2‑)和叔胺(‑N‑)的单一性二元胺,不含其它任何有机溶剂、水和离子液体,叔胺氮原子上链接有两个烷基支链,构成一定的疏水性,该二元胺吸收CO2后由液相转变为固相,发生液固相变,形成白色氨基甲酸盐结晶。由于为无水单一吸收剂,有效降低再生过程中溶剂的潜热,减少CO2富集相分离过程,能耗下降。该吸收剂热分解温度低,通过加热可再生,具体步骤为:1)密封取样、2)相变再生、3)再生计算、4)相变吸收、5)吸收计算、6)循环实施,应用于回收化工反应尾气和燃烧烟道气的CO2,以及脱除城市煤气、天然气中的CO2。
技术领域
本发明涉及一种二氧化碳捕集、分离、回收技术领域,具体涉及一种低能耗无水CO2相变吸收剂及再生方法和应用。
背景技术
由于对气候变化的潜在影响,燃煤电厂和其他工业过程产生的二氧化碳(CO2) 排放作为最重要的人为温室气体(Greenhouse Gas,GHG)引起了全世界的关注。大气CO2积累对环境的影响之一是全球变暖,导致气候问题,如极地地区融化,海平面上升和更严重的天气模式。人们普遍认为,在更有效的技术或其他可再生能源替代化石燃料之前,需要立即减少燃煤产生的CO2排放。在2009年的哥本哈根世界气候大会上,我国政府承诺,到2020年单位国内生产总值(GDP)排放的CO2较2005年下降40-45%,由此对我国相关产业CO2减排与控制提出了巨大的挑战。在温室气体改良计划中,碳捕集与封存(CCS)已被公认为减少GHG 排放的关键技术,研究发现CCS是减少气候变化的成本最低的技术。为此,工业中广泛接受和成熟的CO2捕获方法是使用胺水溶液的化学吸收。通常用于研究的除去CO2的胺包括单乙醇胺(MEA),二乙醇胺(DEA),三乙醇胺(TEA)和其它有机胺。然而,用于CO2捕获的传统胺水溶液具有各种缺点,例如设备腐蚀,溶剂损失和用于溶剂再生的大量热量等,并且需要很长时间才能达到平衡。研发吸收速率快、吸收容量高及再生能耗低的新型吸收剂,是完善CO2分离与回收工艺的关键。
Hasib-ur-Rahman等[CO2Capture in Alkanolamine-RTIL Blends viaCarbamate Crystallization:Route to Efficient Regeneration[J].Environ.Sci.Technol,2012,46, 11443-11450.]发现氨基甲酸酯的结晶可以通过用更稳定和几乎不挥发的基于咪唑鎓的室温离子液体(RTIL)代替水相来实现;当CO2分别鼓泡通过混合物二乙醇胺/DEA-RTIL,2-氨基-2-甲基-1-丙醇/AMP-RTIL时,氨基甲酸结晶盐产物形成并作为上清液固体从液体中迁移出来。这可以大大降低CO2再生的能耗,DEA- 氨基甲酸盐(~55℃)的分解温度低于AMP-氨基甲酸盐(~75℃)。
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