CN105854524A - 一种用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，包括组分及质量份数如下：主体成分：20‑50份；活化剂：1‑5份；抗氧化剂：0.1‑1份，还含有水。该吸收剂在低温20‑60℃下吸收混合气中的CO2气体，在高温85‑120℃下将其解析出来，产生浓度大于99％(干基)的CO2副产品，吸收剂得到再生，循环使用。

Description

一种用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂
技术领域
本发明涉及环境保护和化工气体分离领域，尤其涉及一种用于捕集烟气中二氧化碳的复合胺溶剂配方。
背景技术
目前，随着人类对能源需求的不断加大，大量煤、石油等化石燃料被开采利用，越来越多的CO2排放到大气中，由此导致的空气污染和温室效应正严重威胁着人类赖以生存的环境。因此，CO2的捕集、利用与封存已成为全球关注的“热点”问题。
CO2的捕集技术包括溶剂吸收法、吸附法、低温分离法、膜分离法等。其中，一乙醇胺(MEA)溶剂吸收法是应用最为广泛的CO2捕集方法，但在回收CO2过程中，MEA易与O2、CO2及硫化物等发生化学降解，也易发生热降解。MEA降解问题一直是MEA法回收CO2存在的难以解决的技术难题。针对这些问题，国外开发了一系列胺保护技术，如DOW化学公司的气/标FT-1技术及FS-1溶剂，在一定程度上解决了设备腐蚀及能耗高等问题。
但即便如此，MEA工艺目前存在着过程能耗高、设备腐蚀严重、吸收液变质速度快、挥发性强造成吸收剂损失等问题。因此，开发更加有效的、环境友好地捕集CO2的方法和分离材料是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有烟气中二氧化碳的吸收技术中存在的部分问题，提供一种用于捕集烟气中二氧化碳的复合胺吸收剂。该吸收剂是由特定的羟乙基二胺为主体，添加少量活化剂、抗氧化剂组成的水溶液。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，包括组分及质量份数如下：
主体成分：20-50份；活化剂：1-5份；抗氧化剂：0.1-1份。
优选地，所述主体成分为羟乙基二胺。
优选地，所述羟乙基二胺选自N-羟乙基哌嗪、N-羟乙基咪唑、N-羟乙基乙二胺、N-羟乙基丙二胺、N-羟乙基己二胺中的一种或多种。
优选地，所述活化剂为仲胺和烷基醇胺。
优选地，所述仲胺选自哌嗪、咪唑、2-甲基咪唑的一种或多种。
优选地，所述烷基醇胺选自二乙醇胺(DEA)、叔丁胺基乙醇(TBE)或2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)。
优选地，所述抗氧化剂为对苯二酚、N,N-双(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰)六甲撑二胺中的一种或两种。
优选地，还包含水。
优选地，所述水的质量份数为45-70份。
本发明的有益效果：本发明提供的可再生吸收剂以羟乙基二胺为主体，添加少量活化剂和抗氧化剂，具有CO2吸收能力大、能耗低、捕集效率高、溶液降解率低等特点，较好地解决了现有捕集技术存在的缺点。
该吸收剂在低温20-60℃下吸收混合气中的CO2气体，在高温85-120℃下将其解析出来，产生浓度大于99％(干基)的CO2副产品，吸收剂得到再生，循环使用。
附图说明
图1是实施例中所采用的烟气中CO2捕集工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
某NGCC电厂，欲对燃气蒸汽联合循环供热机组余热锅炉尾部烟气建设一套捕集***，鉴于目前国内尚无同类工业化装置，决定建设一套5t/d CO2捕集实验验证装置，采用本发明配方溶剂与传统的MEA溶剂进行对比实验，采用如附图1的工艺流程：
锅炉烟气首先进入水洗塔1除尘降温，再送入吸收塔2，烟气中的CO2被吸收剂吸收，出口气体放空。吸收CO2后的富液由塔底经富液泵3进入贫富液换热器4，回收热量后入再生塔5上部。解吸出的CO2连同水蒸气经冷凝器9冷却后，经气液分离器10分离除去水分，得到纯度99.5％的产品SO2气，送下工段使用。再生气中被冷凝分离出来的冷凝水由回流泵11送至再生塔5顶部。富液从再生塔上部进入，通过汽提解吸部分CO2，然后进入再沸器6，使其中的CO2进一步解吸。解吸CO2后的贫液由再生塔5底流出，经贫液泵7、贫富液换热器4后，经贫液冷却器8进入吸收塔2上部。吸收剂往返循环构成连续吸收和解吸CO2的工艺过程。
本申请的吸收剂组成为：N-羟乙基哌嗪22％(重量)、2一氨基-2一甲基-1-丙醇(AMP)+哌嗪5％(重量)、对苯二酚0.1％(重量)、其余成分是水。
对比的MEA吸收剂组分为：一乙醇胺(MEA)22％(重量)、专利活化剂5％(重量)、专利抗氧化剂0.1％(重量)、其余成分是水。
效果对比如下表所示：
对比结果表明，利用本申请的吸收剂，在相同溶液循环量下，CO2捕集率更高，热量消耗降低约20％，溶剂消耗降低约90％，节能降耗效果明显。本发明提供的吸收剂在使用时，采用低温吸收、加热再生，同时副产高浓度CO2，可作为产生液体CO2等产品的优良原料，减少温室气体排放。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，其特征在于，包括组分及质量份数如下：
主体成分：20-50份；活化剂：1-5份；抗氧化剂：0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，其特征在于，所述主体成分为羟乙基二胺。
3.根据权利要求2所述的用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，其特征在于，所述羟乙基二胺选自N-羟乙基哌嗪、N-羟乙基咪唑、N-羟乙基乙二胺、N-羟乙基丙二胺、N-羟乙基己二胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，其特征在于，所述活化剂为仲胺和烷基醇胺。
5.根据权利要求4所述的用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，其特征在于，所述仲胺选自哌嗪、咪唑、2-甲基咪唑的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，其特征在于，所述烷基醇胺选自二乙醇胺、叔丁胺基乙醇或2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
7.根据权利要求1所述的用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，其特征在于，所述抗氧化剂为对苯二酚、N,N-双(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰)六甲撑二胺中的一种或两种。
8.根据权利要求1-7任一所述的用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，其特征在于，还包含水。
9.根据权利要求8所述的用于捕集烟气中二氧化碳的吸收剂，其特征在于，所述水的质量份数为45-70份。
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