CN102743954A

CN102743954A - 一种用于烟气脱碳的复合吸收剂

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Publication number: CN102743954A
Application number: CN2012102837685A
Authority: CN
Inventors: 刘清才; 文娟; 吴国防; 保思敏; 丁健; 刘浪; 兰苑培; 杨剑; 孔明; 牛德良
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明公开了一种用于烟气脱碳的复合吸收剂，由吸收主体、活化剂、抗氧化剂和水组成，吸收主体为乙醇胺MEA或N-甲基二乙醇胺MDEA，活化剂为二乙烯三胺DETA，抗氧化剂为偏钒酸钠，各组分的质量百分含量分别为：吸收主体15%~30%；活化剂4%-10%；抗氧化剂0.05%-1%，余量为水。本发明吸收负荷高，吸收速率快，再生性好，腐蚀性低，可以有效减缓设备腐蚀等问题，节约成本，降低能耗。本发明适用于CO₂浓度为1%-40%的烟气脱碳，CO₂浓度适应面广。

Description

一种用于烟气脱碳的复合吸收剂

技术领域

本发明涉及烟气中二氧化碳脱除技术的改进，具体涉及一种用于烟气脱碳的复合吸收剂，属于气体分离技术领域。

背景技术

随着工业的迅速发展，化石燃料消耗量急剧增长，导致大气中CO₂浓度激增。温室气体CO₂的排放量以巨大迅速的速率增长，若不积极采取适当措施，必将给全球气候带来无法估计的灾难。国内外学者已进行了大量的关于燃烧后烟气中CO₂捕捉的技术研究，其中以有机胺化学吸收技术的研究与应用最为广泛和成熟，它利用带有羟基和胺基的碱性水溶液作为吸收剂，利用吸收塔和再生塔组成***对CO₂ 进行捕集。目前已见文献报道中常见的有机胺有醇胺、空间位阻胺、烯胺、活化剂派嗉等。

由于醇胺、位阻胺、烯胺等吸收剂性能各异，遂提出通过综合其各自优势，开发出综合性能高的混合吸收剂。美国的气体研究院(GRI)和气体加工者协会(GPA)联合开展了一项“酸性气体处理”的研究计划，其中对混合胺溶剂的性能与其工业应用进行全面的研究，大大推进了混合胺溶剂的技术开发。

国内学者陆建刚等以填料柱为反应器，采用常压吸收常压再生操作流程，研究MDEA-TBEE复合溶液从混合气中选择性吸收H₂S吸收性能并与单组分吸收剂MDEA溶液吸收性能作比较，结果表明，复合溶液比MDEA溶液易于再生，H₂S脱除率高于MDEA溶液，复合溶液的容量大于MDEA溶液，平均是MDEA的1. 25倍。

项菲等采用双搅拌爷反应器，对DETA（二乙烯三胺）+MDEA（N-甲基二乙醇胺）、TETA（三乙烯四胺）+MDEA混和有机胺水溶液吸收模拟烟道气中CO₂进行研究，结果显示，在MDEA中加入少量烯胺DETA、TETA可显著提高CO₂吸收速率和吸收容量，增强传质效果，其吸收CO₂的效果优于常用的MDEA和DEA。

由于原料气及溶液中的氧或其他杂质与脱碳溶液发生反应会生成一系列的难再生的热稳定盐，会使吸收剂发生氧化降解，并带来设备腐蚀等相关问题。因此，开发抗氧化性强，腐蚀性小，再生性好的高效复合脱碳剂，是目前的发展趋势。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种吸收负荷高、吸收速率快、再生性好、吸收组分氧化降解率低、成本低、能有效脱除烟气中二氧化碳的复合吸收剂。

本发明实现上述目的的技术解决方案如下：一种用于烟气脱碳的复合吸收剂，由吸收主体、活化剂、抗氧化剂和水组成，吸收主体为乙醇胺MEA或N-甲基二乙醇胺MDEA，活化剂为二乙烯三胺DETA，抗氧化剂为偏钒酸钠，各组分的质量百分含量分别为：吸收主体15%~30%；活化剂4%-10%；抗氧化剂0.05%-1%，余量为水。

进一步地，所述吸收主体和活化剂的总质量百分含量为25%-35%。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明所述复合脱碳剂具有吸收负荷高，吸收速率快，再生性好，腐蚀性低等优点，可以有效减缓设备腐蚀等问题，节约成本，降低能耗。

2、本发明适用于CO₂浓度为1%-40%的烟气脱碳，CO₂浓度适应面广，既适用于CO₂含量低的煤层气、燃煤电厂烟气净化过程中的CO₂酸性气体的脱除，也适用于CO₂含量高的化肥、天然气及煤气厂等工业领域烟气中CO₂酸性气体的脱除。

具体实施方式

本发明烟气脱碳复合吸收剂，由吸收主体，活化剂、抗氧化剂和水组成，其中吸收主体为乙醇胺MEA或N-甲基二乙醇胺MDEA，其质量百分含量为15%~30%；活化剂组分为二乙烯三胺DETA，其质量百分含量为4%-10%，可有效提高吸收液对CO₂的吸收负荷及吸收速率；抗氧化剂为偏钒酸钠，其质量百分含量为0.05%-1%，可有效降低吸收剂的氧化降解，减缓因吸收剂氧化降解而造成的设备腐蚀问题；余量为水。本发明总胺质量百分含量（即吸收主体和活化剂的总质量百分含量）为25%-35%。

本发明适用于CO₂浓度为1%-40%的烟气脱碳，CO₂浓度适应面广。

以下给出一个具体实施例以帮助理解本发明：

原料气：10000Nm³/h，组成：CO₂12Vol%（即CO₂1200 Nm³/h），O₂ 6.4Vol%，H₂O 13.3 mg/Nm³，N₂ 75Vol%，SO₂ 209mg/Nm³，NO_X 739mg/Nm³。其中吸收塔平均温度为35℃，解析塔平均温度为105℃。

复合吸收剂组成：吸收主体为乙醇胺MEA，其含量为20%；活化剂组分为二乙烯三胺DETA，其含量为5%；抗氧化剂为偏钒酸钠，其含量为1%；其余为水。

复合脱碳溶液循环量：66 Nm³/h，CO₂吸收量：707.6 Nm³/h，纯度99.5%（干基），吸收率接近60%。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种用于烟气脱碳的复合吸收剂，其特征在于，由吸收主体、活化剂、抗氧化剂和水组成，吸收主体为乙醇胺MEA或N-甲基二乙醇胺MDEA，活化剂为二乙烯三胺DETA，抗氧化剂为偏钒酸钠，各组分的质量百分含量分别为：吸收主体15%~30%；活化剂4%-10%；抗氧化剂0.05%-1%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的用于烟气脱碳的复合吸收剂，其特征在于：所述吸收主体和活化剂的总质量百分含量为25%-35%。