[发明专利]一种二氧化碳吸收剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种二氧化碳吸附剂及其制备方法与应用，所述吸附剂包括组分a：碱金属的碳酸盐和任选地有机仲胺、叔胺或多元胺的一种或多种；组分b：碱性氨基酸盐和任选地有机伯胺的一种或多种；和组分c：弱酸和弱酸盐。所述吸收剂中通过添加弱酸和弱酸盐类再生促进剂，提高吸收剂的再生速率，进一步降低再生温度，从而降低再生能耗。

技术领域

本发明涉及气体分离领域，具体涉及一种二氧化碳吸收剂及其制备方法与应用。

背景技术

全球气候变暖已经成为毫无争议的事实。温室气体CO₂的排放是造成气候变暖的一个主要因素。目前常规的减排方案是CO₂捕集和封存技术（CCS），即将CO₂捕集下来后注入地下储层进行长期封存。

根据不同的应用场合和原料气的压力高低，CO₂捕集方法可分为干法和湿法。干法包括吸附法和膜法，一般适用于CO₂浓度较低的场合；湿法可分为化学吸收法和物理吸收法，化学吸收法多用于原料气压力较低或常压的场合。如专利CN104275072B所述，化学法常规路线是常压下烟气与吸收剂接触进行化学反应，CO₂被吸收到溶液中，该吸收富液加热后CO₂解吸出来，溶液得以再生并循环使用。但目前该工艺存在的主要问题是普遍采用了有一定毒性的有机醇胺溶剂，对环境可能产生次生污染。

专利CN201210159454.4介绍了一种活化复合活化钾溶液，尽管该专利采用了环保型的溶剂，但该溶液的再生温度较高，速度较慢，有必要进一步开发降低吸收剂的再生能耗。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明第一方面提供了一种二氧化碳吸收剂，所述吸收剂中通过添加弱酸和弱酸盐类再生促进剂，提高吸收剂的再生速率,进一步降低再生温度，从而降低再生能耗。

本发明第二方面提供了第一方面所述的二氧化碳吸收剂的制备方法。

本发明第三方面提供了上述吸附剂的应用。

根据本发明的第一方面，所述二氧化碳吸收剂包括：

组分a：碱金属的碳酸盐和有机仲胺、叔胺或多元胺的一种或多种；

组分b：碱性氨基酸盐和有机伯胺的一种或多种；

组分c：弱酸和对应的弱酸盐。

根据本发明的一些实施方式，所述组分c中，弱酸和弱酸盐的质量比为0.5-10，例如0.5:1、1.0:1、1.5:1、2.0:1、2.5:1、3.0:1、3.5:1、4.0:1、4.5:1、5.0:1、5.5:1、6.0:1、6.5:1、7.0:1、7.5:1、8.0:1、8.5:1、9.0:1、9.5:1、10:1以及它们之间的任意值。

根据本发明的一些实施方式，所述组分c中，弱酸和弱酸盐的质量比为1-7。

根据本发明的一些优选实施方式，所述组分c中，弱酸和弱酸盐的质量比为2-5。

本发明通过在吸收剂中同时添加弱酸和弱酸盐，能够形成缓冲溶液，降低溶液pH值，更好的提高再生速率，降低反应再生温度。

根据本发明的一些实施方式，所述弱酸选自无机弱酸和C2-C20的有机弱酸中的一种或多种。

根据本发明的一些实施方式，所述弱酸选自硼酸、柠檬酸、己二酸、戊二酸、氨三乙酸和乙二胺四乙酸中的一种或多种。

根据本发明的一些实施方式，所述弱酸盐选自无机弱酸盐和C2-C20的有机弱酸盐中的一种或多种。

根据本发明的一些实施方式，所述弱酸盐选自硼酸盐、柠檬酸盐、己二酸盐、戊二酸盐、氨三乙酸盐和乙二胺四乙酸盐中的一种或多种。