[发明专利]分离回收高炉煤气中二氧化碳的吸收剂及方法

说明书

本发明公开了一种高炉煤气分离回收二氧化碳的吸收剂及方法，包括：煤气洗涤降温，煤气增压，将增压后的煤气自吸收塔的下部通入吸收塔至塔内的压力达到0.3MPa～10MPa，再继续通入煤气，同时将吸收剂经吸收塔上部的喷嘴喷洒于塔中，使煤气与吸收剂充分接触以除去煤气中的二氧化碳。本发明能够有效地脱除煤气中的二氧化碳气体，煤气中二氧化碳浓度降至0.75%以下。吸收剂能够再生，再生效率达到97%以上。

技术领域

本发明涉及高炉煤气利用过程中从高炉煤气分离回收二氧化碳的吸收剂及方法，属于气体净化、环境保护和节能降耗技术领域。

背景技术

随着全球气候变暖问题的日益突出，减少CO₂排放成为全人类面临的挑战。钢铁工业以碳冶金为基础，生产过程中CO₂的排放量占全球CO₂排放总量的5%～6%，高炉炼铁CO₂排放量约占整个钢铁生产CO₂排放量的70%，所以减少炼铁工序CO₂排放是实现钢铁工业碳减量化的关键途径。

目前，工业上捕集二氧化碳的技术主要有：吸收法、吸附法、冷凝、膜分离等方法。吸收法由于其能耗低、可操作性强和处理量大等优点，受到广泛关注和工业化应用。

中国专利CN 102341509 B公开了一种高炉煤气利用过程中从高炉煤气分离回收二氧化碳的方法，主要设备有：集尘器、第一文丘里洗气器、第二文丘里洗气器、干式集尘器、吸收塔、副吸收塔、再生塔、高炉煤气压缩机等。该方法采用化学吸收法捕集二氧化碳，利用煤气燃烧的热量加热吸收剂实现吸收液的循环利用。该方法未选择合适的吸收剂，操作流程长，工业放大后的设备投资较大。

中国专利CN106540660 B公开了一种用于吸收CO₂气体的离子液体吸附材料及制备方法。该方法利用均三甲苯及氟化铵与硅源化合物混合煅烧，得到载体；然后将载体放入离子液体的乙醇溶液中，随后将载体与上述乙醇溶液混合干燥，得到离子液体吸附材料。该方法适用于处理量低的操作工况，很难工业化放大，并且重复性低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中高炉煤气脱除二氧化碳装置流程长、成本高和吸收剂难重复、吸收量低的缺点，提供一种分离高炉煤气中二氧化碳的溶剂及方法。该方法在提高吸收效果的同时，能够缩减工艺流程，降低吸收剂的再生能耗，从而降低高炉煤气分离二氧化碳的制备成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：分离高炉煤气中二氧化碳的吸收剂分离回收高炉煤气中二氧化碳的吸收剂，包含质量分数为5～90%胆碱类低共熔溶剂或咪唑类离子液体中的至少一种、质量分数为0.01%～0.1%氧化石墨烯、其余为水。

一般地，所述的吸收剂中，氧化石墨烯的比表面积不小于500m²/g。

所述的吸收剂中，氧化石墨烯质量浓度0.01%～0.05%。

所述的吸收剂中，包含质量分数为20%～50%胆碱类低共熔溶剂或咪唑类离子液体、质量分数为0.01%～0.1%氧化石墨烯、其余为水。

所述的咪唑类离子液体的形式为[C_nmim][X]，Cn代表直链烷烃，n＝1、2、3，X 为氟、氯、溴、碘、四氟硼酸根、六氟磷酸根、双三氟甲黄酰亚胺根中的一种；所述胆碱类低共熔溶剂为氯化胆碱、胆碱脯氨酸、胆碱甘氨酸、胆碱丙氨酸、胆碱赖氨酸中的一种。

本发明还提供了使用所述吸收剂分离回收高炉煤气中二氧化碳的方法，主要包括以下步骤：

(1)、高炉煤气经过洗涤降温塔除尘降温，降温至60℃以下；

(2)、煤气增压，增压至0.3MPa～10MPa；