[发明专利]可降低吸湿性影响的捕集混合气体中二氧化碳的脱碳溶液

说明书

本发明属于气体分离技术领域，提供了可降低吸湿性影响的捕集混合气体中二氧化碳的脱碳溶液，有效减弱了溶剂吸湿性对于非水溶液性能的影响。在原有混合脱碳溶液中添加质量百分数为0.1‑20wt％、浓度为0.1‑2mol/L的活化剂。在EMEA复合脱碳溶液解吸原理的基础上，通过加入微量的哌嗪水溶液，强化EMEA溶液的吸收量的同时保证了其再生效率，并基本保持原有能耗。本发明的复合脱碳溶液通过添加哌嗪水溶液，降低了烟道气中水含量对于EMEA混合脱碳溶液性能的影响，主要体现在两个方面，一是保持并增加了原混合溶液的吸收量，二是其再生效率几乎没有影响。

技术领域

本发明属于气体分离技术领域，涉及在脱碳过程中降低烟道气中水含量对于溶剂性能影响的研究，特别涉及N-乙基乙醇胺混合脱碳溶液以及几种类型的液体活化剂水溶液。

背景技术

环境问题日益成为人们关注的焦点，而温室效应已经成为全球性环境问题。由于CO₂是造成温室效应的主要原因，并且其作为一种潜在的碳资源可以应用于很多领域。因此，对于CO₂的捕集成为了研究的热门。而随着工业化程度的增加，全球每年因化石燃料燃烧所排放的CO₂可达200亿吨，其中化石燃料发电厂产生的烟道气是CO₂的集中排放源，具有气体流量大、CO₂分压低等特点，并且分离烟道气所含有的CO₂的工艺也与其他工业过程中脱碳工艺差别较大，因此研究开发关于烟道气中CO₂捕集回收方法势在必行。

化学吸收法具有吸收速率快、吸收量大的特点，但是也存在再生温度高、解吸能耗大和腐蚀性大等缺点。为了克服化学吸收法再生能耗高的缺点，各国科研工作者致力于更改溶液配方以及加入催化剂等方法提高解吸速率、降低解吸能耗。

1985年中国专利(CN 103855A)公开了一种从气体混合物中除去二氧化碳的方法，其吸收剂为碳酸钾15-30％，二乙醇胺10-30克/升，氨基乙酸10-20克/升，硼酸15-30克/升，总钒(以KVO₃计)5-10克/升。其溶液吸收CO₂的能力为21-26Nm³CO₂/m³溶液。

1999年，美国专利(US09,329,259)公开了一种从原料气中吸收二氧化碳的方法，将来自原料气中的二氧化碳吸收在复合溶液中，优选的复合溶剂含有较小浓度的一种或者多种快反应速率胺(乙醇胺(MEA)或二乙醇胺(DEA)质量分数为5％～35％)和较高浓度的一种或者多种慢反应速率胺(N-甲基二乙醇胺(MDEA)质量分数为5％～50％)。

2001年，美国专利(US 6，290，754B1)公开了一种从混合气体中脱除二氧化碳的方法，其吸收剂为在MDEA胺溶液中加入活性组分。其中MDEA浓度为1-6mol/L。活性组分为H₂N-C_nH_2n-NH-CH₂-CH₂OH，(1≤n≤4),其浓度为总胺的摩尔浓度的0.01到0.5之间。

2002年，中国专利(CN 1340374A)公开了一种脱除气体中二氧化碳的复合脱碳溶液，其胺重量百分比由以下原料组成：A.30～50％的MDEA，B.0.1～1.5％的二甲基乙醇胺，C.0.5～1.5％的甲基乙醇胺，D.1～2％的二氮己环，E.其余为水。其溶液吸收CO₂的能力为22-26Nm³CO₂/m³溶液。

2007年，中国专利(CN 101053751A)公开了一种回收废气中二氧化碳的复合脱碳溶液，此种复合溶液的成分和质量百分比如下：复合氨水溶液20～60％，其中含有浓度较低的一种或者多种的快反应速率胺和较高浓度的一种或者多种慢反应速率胺；聚醇醚5～10％；防氧化剂1～5％；缓蚀剂1～5％；其余为水。