[发明专利]一种吸收二氧化碳的氨基功能离子复配无水吸收剂及其制备方法

说明书

本发明涉及二氧化碳回收技术领域，具体涉及一种吸收二氧化碳的氨基功能离子复配无水吸收剂及其制备方法，解决了现有氨水溶液法和醇胺溶液法对高炉煤气中二氧化碳吸收率低，解吸能耗高，对设备存在腐蚀性的问题，本发明提供的离子液体为：氨基甲酸盐‑单乙醇‑二甲亚砜([DETAH][HCOO]‑MEA‑DMSO)离子溶液，所述的离子液体的制造方法，包括制取二乙烯三氨甲酸盐[DETAH][HCOO]步骤、制取二乙烯三氨甲酸盐‑乙醇胺[DETAH][HCOO]‑MEA溶液和制取氨基功能离子复配无水吸收剂[DETAH][HCOO]‑MEA‑DMSO步骤，本方法制取的氨基功能离子复配无水吸收剂具有吸收速率高，吸收量大，可再生，解吸能耗低，不易腐蚀金属等优点。同时工艺简单，易于实现，有效控制对设备的腐蚀性，节约成本，对二氧化碳还能进行回收资源化利用。

技术领域

本发明涉及二氧化碳回收技术领域，具体涉及一种吸收二氧化碳的氨基功能离子复配无水吸收剂及其制备方法。

背景技术

CO₂的大量排放是造成全球变暖的主要原因。富氢碳循环高炉工艺是未来实现低碳冶金的重要技术，可通过高炉煤气CO₂捕集技术实现高炉煤气中的CO、H₂的循环利用，从而提高能源利用效率和减小高炉炼铁的碳排放。目前工业上常用的CO₂捕集方法为氨水溶液法和醇胺溶液法等，这些方法虽然具有技术成熟，成本较低的优点，但缺点也十分明显：解吸能耗高、易腐蚀设备和循环利用性能差等。功能离子液体作为一种绿色高效的CO₂吸收剂，其合成用于捕集CO₂已成为化学吸收法捕集CO₂领域的研究热点。

在化学吸收法碳捕集技术中，化学吸收剂的性能决定了CO₂捕集效果和系统能耗的高低。传统化学吸收，常用热钾碱溶液、氨水、醇胺溶液作为碳捕集过程的吸收剂，其对捕集CO₂的效果较好，且技术较为成熟。但由于化学吸收能耗大，吸收剂抗氧化性差，易降解变质及腐蚀性强等问题。如中国发明专利CN201310339924.X公开了—种脱除燃煤烟气中二氧化碳的有机胺复合吸收剂、中国发明专利CN201410852514.X公开了一种用于吸收烟气中二氧化碳气体的离子溶液及其制造方法、中国发明专利CN201811626843.7公开了一种新型少水吸收 CO₂三元复配有机胺药剂的配制方法。此类专利中吸收剂里加了去离子水，是水溶液，长期使用对管道及设备具有腐蚀性。中国发明专利CN202010993465.7公开了一种用于二氧化碳捕集的非水液-液相变吸收剂及其应用。中国发明专利CN201810928071.6公开了一种无水二氧化碳吸收剂及吸收解吸二氧化碳的方法。方法中虽然没有水，降低了腐蚀性，属于醇胺类无水溶液，但解吸能耗高，易挥发降解等问题。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于解决如何减少现有烟气中CO₂排放，解决含水吸收剂易腐蚀设备和无水醇胺类的易氧化挥发降解的问题，提供了一种吸收二氧化碳的氨基功能离子复配无水吸收剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种吸收二氧化碳的氨基功能离子复配无水吸收剂，所述氨基功能离子复配无水吸收剂为[DETAH][HCOO]-MEA-DMSO氨基功能离子复配无水吸收剂，包括以下质量分数的组分：二乙烯三胺3％～10％，甲酸2％～5％，乙醇胺溶液5％～15％，二甲亚砜40～80％。

所述二乙烯三胺为分析纯，所述甲酸为分析纯，所述乙醇胺溶液为分析纯，所述二甲亚砜为分析纯。

本发明还公开了上述吸收二氧化碳的氨基功能离子复配无水吸收剂的制备方法，包括以下步骤：在温度20～60℃，常压状态下，将二乙烯三氨甲酸盐作为活化剂，与有机溶剂乙醇胺 (MEA)的进行复配制得改性有机胺吸收剂。

所述二乙烯三氨甲酸盐与有机溶剂乙醇胺的质量比为1：1～1：4。