[发明专利]一种适用于低压低热工作条件的复合型脱碳液制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于低压低热工作条件的复合型脱碳液制备方法，包括以下步骤：（1）在乙醇水溶液中，加入聚甲基丙烯酸甲酯、硝酸盐水溶液，搅拌溶解后过滤，将固态物质干燥后焙烧形成焙烧粉末；（2）将壳聚糖粉末溶解于醋酸水溶液中，配成壳聚糖溶液，加入戊二醛和硫酸，形成聚合反应原料溶液；（3）将焙烧粉末浸泡到聚合反应原料溶液中并搅拌，抽滤后烘干加热得到微米级复合粒子；（4）在醇胺类水溶液中，加入无机碱溶液、硼氢化钠或十二烷基磺酸钠或五乙烯六胺或其以上物质中的两种以上的混合物及纳米复合粒子，搅拌均匀后得到脱碳液。本发明制得的脱碳液能使吸收过程以及解吸过程的二氧化碳传质速率大幅度提高。

技术领域

本发明涉及一种适用于低压低热工作条件的复合型脱碳液制备方法，属于技术领域。

背景技术

将沼气、垃圾填埋气等富含甲烷和二氧化碳的生物质气体提纯成生物天然气，是对生物质气体进行高值化转化利用以及削减污染排放尤其是温室气体排放的一条重要途径，实现这一过程的主要环节就是对生物质气体进行脱除二氧化碳的脱碳处理。目前已经有多种方法可以实现这种对生物质气体进行脱碳处理，包括有机胺吸收法、变压吸附法、膜分离法、高压水洗法等等，其中有机胺吸收法由于具有二氧化碳脱除率高、甲烷损失低等优点得到普遍应用。

有机胺吸收法主要利用醇胺类吸收剂在低温、高压下与二氧化碳进行吸收反应，二氧化碳吸收液在高温、低压下解吸出二氧化碳的工作原理，实现对原料气的脱碳分离。尽管该方法具有上述优点，但目前在应用中还存在着吸收压力偏大、解吸温度偏高的问题，通常吸收压力在5公斤甚至以上，解吸温度在100℃以上，这样就需要在原料气增压方面产生较大的气体压缩能耗，同时在解吸过程中提供较高温度的蒸汽作为解吸热源，从而造成解吸热耗偏大，给降低生物质气体提纯过程的运行成本带来不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于低压低热工作条件的复合型脱碳液制备方法，这种方法制备出的脱碳液可在常压下进行二氧化碳吸收、在100℃以下进行热解吸再生。

本发明采用如下技术方案：一种适用于低压低热工作条件的复合型脱碳液制备方法，其包括以下步骤：一种适用于低压低热工作条件的复合型脱碳液制备方法，其包括以下步骤：（1）在质量比为20%～50%的乙醇水溶液中，加入直径为0.1～5µm、质量比为10%～50%的聚甲基丙烯酸甲酯，加入质量比为10%～40%硝酸铝水溶液或硝酸铈水溶液或硝酸锆水溶液或者以上水溶液中两种以上水溶液，然后搅拌溶解后过滤，将固态物质在80-150℃下干燥2-12h，然后在空气气氛中加热升温至500-700℃并保持2-10h，形成焙烧粉末；（2）将壳聚糖粉末溶解于醋酸水溶液中，搅拌均匀，使壳聚糖粉末充分溶解，配成质量分数0.1%～2%的壳聚糖溶液，然后加入含有戊二醛和硫酸的混合溶液作为交联剂，获得聚合反应原料溶液；（3）将步骤（1）得到的焙烧粉末浸泡到步骤（2）得到的聚合反应原料溶液中并搅拌2-6h，抽滤后在真空下60-120℃烘干加热2-12h，得到微米级复合粒子；（4）在质量比为5%～50%的醇胺类水溶液中，加入质量比为10%～30%的无机碱溶液，加入质量比为1%～5%的硼氢化钠或十二烷基磺酸钠或五乙烯六胺或其以上物质中的两种以上的混合物，加入质量比为1%～10%的步骤（3）获得的微米级复合粒子，搅拌均匀后得到脱碳液。

步骤（1）中，固态物质的干燥温度为102℃，干燥时间为4h。

步骤（1）中，在空气气氛中加热升温的速度为0.5～5℃/min，在空气气氛中加热升温的最终值为600℃，温度保持时长为5h。

步骤（2）中，采用电动搅拌仪搅拌均匀。

步骤（2）中，取5g壳聚糖粉末溶解于质量分数为2%的醋酸水溶液中，配置成壳聚糖溶液。

步骤（2）中，所述交联剂中，戊二醛的含量为1wt.%，硫酸的含量为0.5wt.%。

步骤（3）中，搅拌的时长为2h，烘干加热的温度为60℃，烘干加热时长为5h。