RU2638663C2 - Промывочный раствор для абсорбции диоксида углерода и способ ускорения абсорбции посредством диоксида германия - Google Patents

Промывочный раствор для абсорбции диоксида углерода и способ ускорения абсорбции посредством диоксида германия Download PDF

Info

Publication number
RU2638663C2
RU2638663C2 RU2015105182A RU2015105182A RU2638663C2 RU 2638663 C2 RU2638663 C2 RU 2638663C2 RU 2015105182 A RU2015105182 A RU 2015105182A RU 2015105182 A RU2015105182 A RU 2015105182A RU 2638663 C2 RU2638663 C2 RU 2638663C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon dioxide
absorption
dioxide
washing solution
germanium
Prior art date
Application number
RU2015105182A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015105182A (ru
Inventor
Диего Андрес КЮТТЕЛЬ
Бьорн ФИШЕР
Ральф ЙОХ
Маркус КИНЦЛЬ
Рюдигер ШНАЙДЕР
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2015105182A publication Critical patent/RU2015105182A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2638663C2 publication Critical patent/RU2638663C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1475—Removing carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8671—Removing components of defined structure not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8668
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/306—Alkali metal compounds of potassium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/606—Carbonates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20478—Alkanolamines
    • B01D2252/20484—Alkanolamines with one hydroxyl group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20494—Amino acids, their salts or derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/60—Additives
    • B01D2252/602—Activators, promoting agents, catalytic agents or enzymes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/209—Other metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

Изобретение относится к промывочному раствору для абсорбции диоксида углерода. Раствор содержит абсорбент диоксида углерода на основе солей аминокислоты и добавку, активирующую скорость абсорбции, которая представляет собой диоксид германия. Также изобретение относится к способу ускорения абсорбции диоксида углерода, в котором содержащий диоксид углерода газ приводят в контакт с указанным промывочным раствором. Диоксид углерода физически растворяют в промывочном растворе и химически абсорбируют абсорбентом. При этом диоксид германия оказывает каталитическое действие по меньшей мере на одной стадии реакции химической абсорбции диоксида углерода. Технический результат заключается в создании экологически чистого промывочного раствора с высокой степенью абсорбции и низким потреблением энергии при регенерации. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 пр.

Description

На энергетической установке на ископаемом топливе, служащей для генерации электрической энергии, при сжигании этого топлива образуется дымовой газ, содержащий, в частности, диоксид углерода. В целях снижения выбросов диоксида углерода (СО2) известно применение в качестве вторичной меры удаления диоксида углерода из дымового газа с помощью промывочного раствора. В частности, используется способ абсорбции-десорбции. В промышленном масштабе дымовой газ приводят в контакт внутри абсорбера с промывочным раствором, содержащим абсорбент, при этом диоксид углерода вымывается из дымового газа в промывочный раствор (процесс поглощения СО2). Сначала диоксид углерода физически растворяют в промывочном растворе, а затем химически абсорбируют абсорбентом. После этого насыщенный диоксидом углерода промывочный раствор поступает в десорбер, где при повышении температуры диоксид углерода десорбируют и направляют, например, в соответствующее хранилище. При этом абсорбент регенерируют, и он снова может быть подан в абсорбер для последующей абсорбции.
Распространенные абсорбенты основаны, в частности, на первичных, вторичных или третичных аминах или их смесях и показали хорошую избирательность и высокую емкость при абсорбции диоксида углерода. В химической промышленности используют главным образом первичный амин МЕА (моноэтаноламин), обладающий быстрой кинетикой абсорбции. Однако первичные амины в процессе абсорбции-десорбции характеризуются низким энергетическим кпд, так как при этом необходимы относительно большие затраты энергии на регенерацию. Поскольку энергетический кпд в химической промышленности не является первоочередной задачей, то до настоящего времени энергетическими недостатками пренебрегали. Напротив, на электростанциях, вырабатывающих электроэнергию, именно расход энергии при процессе поглощения СО2 имеет большое значение, поскольку ввиду своей величины он оказывает существенное влияние на общий кпд электростанции.
Поэтому для устранения такого энергетического недостатка при обработке дымового газа на электростанции в качестве абсорбентов используют стерически затрудненные амины (при образовании бикарбонатов), вторичные и третичные амины, соли аминокислот и/или растворы поташа. Эти абсорбенты характеризуются заметно меньшей энергией при регенерации, что проявляется в меньшем падении кпд электростанции. Кроме того, вторичные и третичные амины обладают по сравнению с первичными аминами большей способностью насыщения диоксидом углерода.
Преимуществом же первичных аминосоединений является заметно более быстрая кинетика абсорбции. В результате этого по сравнению с вторичными аминами или солями аминокислот колонны или реакторы абсорбера, в которых проходит абсорбция диоксида углерода, могут выполняться меньших размеров, что обеспечивает снижение капитальных затрат. Стерически затрудненные, вторичные или третичные амины или соли аминокислот обладают более медленной кинетикой реакции, поскольку они образуют нестабильные карбаматные продукты или даже вовсе не образуют их.
Преимущество солей аминокислот против гетероциклических аминов или алканоламинов состоит в том, что они не обдают заметным давлением пара и, следовательно, не могут испаряться и отводиться в процессе выделения в окружающую среду. Гетероциклические амины и алканоламины летучи и выбрасываются в окружающую среду вместе с очищенным дымовым газом, что ведет к нежелательному загрязнению окружающей среды.
Задачей изобретения является создание по возможности экологически чистого промывочного раствора для абсорбции диоксида углерода, характеризующегося высокой скоростью абсорбции и одновременно с этим низким потреблением энергии при регенерации. Другая задача изобретения состоит в создании способа ускорения абсорбции диоксида углерода, в котором содержащий диоксид углерода газ приводят в контакт с промывочным раствором, содержащим абсорбент, при абсорбции диоксида углерода.
Задача изобретения, касающегося промывочного раствора, решается посредством промывочного раствора, содержащего абсорбент на основе аминов, или этаноламинов, или солей аминокислот, или поташа, или их комбинации и активирующую добавку, которая представляет собой диоксид германия.
При этом в основе изобретения на первом этапе лежит идея о том, что химическая абсорбция диоксида углерода происходит уже в граничном слое между промывочным раствором и газом, в котором сначала физически растворяется диоксид углерода. При этом реакция, сопровождающаяся абсорбцией диоксида углерода, влияет на профиль концентрации в граничном слое. В соответствии с этим, в частности, скорость реакции при химической абсорбции влияет в целом на кинетику абсорбции, в т.ч. и на стадию физического растворения, которая предшествует собственно абсорбции. Увеличение скорости реакции, следовательно, ведет к увеличению скорости улавливания диоксида углерода из очищаемого газа.
Добавка активатора или катализатора гидратации в относительно медленно реагирующий абсорбент, например в упомянутые вторичные или третичные амины, соли аминокислот или поташ, ускорила бы абсорбцию газообразного диоксида углерода промывочным раствором, при этом одновременно сохранились бы энергетические преимущества в отношении регенерации.
В результате собственных исследований стали известными в качестве таких активаторов, например, оксиды металлов с переходными металлами, как, например, ванадий, молибден, вольфрам или титан, или с полуметаллами, как, например, мышьяк или селен. Также в качестве таких активаторов могут использоваться кислоты мышьяка, селена, брома или фосфора. Такие активаторы или катализаторы хотя и ускоряют реакцию абсорбции с растворенным диоксидом углерода, однако из-за того, что они в некоторых случаях являются токсичными добавками, они не используются в составе промывочного раствора на электростанциях.
На втором этапе изобретения было установлено, что реакция абсорбции абсорбента с диоксидом углерода также ускоряется при добавке диоксида германия, причем диоксид германия обладает большим преимуществом, заключающимся в том, что он не является токсичным соединением. В результате использования диоксида германия при щелочной промывке дымового газа с целью абсорбции диоксида углерода становится возможным использование вместе с нетоксичной добавкой медленно действующих в отношении кинетики абсорбции абсорбентов, таких как вторичные или третичные амины, соли аминокислот или поташ, и одновременно использование их энергетического преимущества, заключающегося в низкой энергии регенерации. Благодаря добавке диоксида германия ускоряется реакция абсорбции, в результате чего в целом повышается скорость поглощения диоксида углерода из очищаемого отходящего газа.
Благодаря достигнутому общему повышению скорости поглощения диоксида углерода абсорбционная колонна может быть выполнена с меньшими размерами, за счет чего могут быть уменьшены капитальные затраты на установку для поглощения СО2.
В основе изобретения лежит при этом, в частности, идея о том, что уже незначительного количества неорганического активатора достаточно для существенного ускорения абсорбции диоксида углерода.
Ввиду того, что активатор «диоксид германия» добавляют лишь в очень малом количестве, то в этом случае не происходит увеличения требования энергии на регенерацию. Более того, она может даже дополнительно снизиться после введения активирующей добавки, поскольку достигается соответственно более высокое насыщение в абсорбере и увеличивается действующая сила вследствие увеличения разницы парциального давления в десорбере. Следовательно, возможны как сокращение размеров абсорбера, так и снижение необходимой энергии регенерации.
Как оказалось, оптимальным является содержание диоксида германия в промывочном растворе от 0,01 до 10 вес. %. Однако количество диоксида германия необходимо поддерживать по возможности низким для исключения возможных неблагоприятных воздействий неорганического катализатора на промывочный раствор. Поэтому особо оптимальным оказалось содержание диоксида германия от 0,05 до 2 вес. %. В принципе, при этом следует иметь в виду, что неорганические катализаторы не участвуют в абсорбции диоксида углерода. Они катализируют, в частности, реакцию «карбамат - вода» (гидратацию), образуя при этом бикарбонат. Долю катализатора в промывочном растворе необходимо поэтому выбирать так, чтобы в промывочном растворе достигалось по возможности оптимальное соотношение между содержанием диоксида германия и абсорбента.
В качестве абсорбента пригодны, в частности, стерически затрудненные, вторичные или третичные амины и соли аминокислот или их смесь. В результате максимально используется их энергетическое преимущество регенерации вместе с ускоренной кинетикой абсорбции (за счет добавки диоксида германия). Снижение кпд электростанции вследствие подключения установки для выделения диоксида углерода сводится к минимуму.
Предпочтительно промывочный раствор является водным.
Для солей аминокислот пригодны аминокислоты, происходящие, в частности, от саркозина, N,N-диметилаланина, таурина, альфа-аланина, бета-аланина, N-метилаланина, пролина, гомотаурина или глицина.
Задача, касающаяся способа, решается согласно изобретению посредством способа ускорения абсорбции диоксида углерода, в котором содержащий диоксид углерода газ приводят в контакт с промывочным раствором, содержащим абсорбент на основе аминов, или этаноламинов, или солей аминокислот, или поташа, или их комбинации и диоксид германия, для абсорбции диоксида углерода, при этом диоксид углерода физически растворяется в промывочном растворе и химически абсорбируется абсорбентом, причем диоксид германия оказывает каталитическое действие по меньшей мере на одной стадии реакции химической абсорбции диоксида углерода.
Предпочтительно содержание диоксида германия в промывочном растворе задается от 0,01 до 10 вес. %. Особо предпочтительное содержание диоксида германия составляет от 0,05 до 2 вес. %.
В качестве абсорбентов предпочтительно используют стерически затрудненные, вторичные или третичные амины и/или соли аминокислот.
Согласно предпочтительной альтернативе в качестве содержащего диоксид углерода газа обрабатывается дымовой газ паротурбинной электростанции на ископаемом топливе, газотурбинной установки или комбинированной парогазотурбинной установки.
Ниже примеры осуществления изобретения подробнее поясняются с помощью чертежей, на которых изображено:
фиг. 1 - диаграмма сравнения разных промывочных растворов;
фиг. 2 - диаграмма с двумя кривыми результатов измерения падения давления диоксида углерода при использовании разных промывочных растворов;
фиг. 3 - график реакции СО2 с солью вторичной аминокислоты;
фиг. 4 - график реакции СО2 с солью вторичной аминокислоты при катализе посредством диоксида германия;
фиг. 5 - химическая структура поташа как пример абсорбента;
фиг. 6 - химическая структура соли аминокислоты как пример абсорбента.
На представленной на фиг. 1 диаграмме можно видеть удельную энергию в кДж на кг удаленного СО2, необходимую для удаления диоксида углерода из дымового газа энергетической установки. Ось не масштабирована, потому что необходимая энергия, по существу, зависит также от других параметров процесса, таких как давление, температура, объем перекачивания, массовый поток дымового газа и пр., на которых здесь нет необходимости останавливаться более подробно.
Полосы означают разные промывочные растворы 13 и 14. Левая полоса означает промывочную жидкость 13 с солью вторичной аминокислоты в качестве абсорбента. Правая полоса означает промывочный раствор 14, содержащий соль вторичной аминокислоты и некоторое количество диоксида германия в качестве активирующей добавки. В промывочном растворе 14 соотношение между солью вторичной аминокислоты и диоксидом германия составляет в данном примере, в вес. %: 99,5:0,5. Также представлена удельная мощность, необходимая для выделения СО2 из дымового газа. При этом предполагается, что кроме используемого промывочного раствора никакой параметр процесса не изменяется.
Здесь можно видеть, что промывочный раствор 14 по сравнению с промывочным раствором 13 требует значительно меньшей удельной энергии. Это означает, что при одинаковом размере колонны промывочный раствор 14, активированный диоксидом германия, требует существенно меньшую удельную энергию.
На фиг. 2 показано падение давления в замкнутой ячейке перемешивания при температуре 45°С в зависимости от времени и исследуемого промывочного раствора после добавки диоксида углерода при 2,5 бара. Верхняя кривая а) соответствует использованному водному промывочному раствору с содержанием 30 вес. % соли аминокислоты. Нижняя кривая b) соответствует характеристике после дополнительного введения в тот же промывочный раствор диоксида германия в количестве 0,3 вес. %.
Отчетливо можно видеть более быстрое поглощение газообразного диоксида углерода в случае использования диоксида германия. Следовательно, при одинаковой способности к поглощению абсорберы абсорбционной установки для диоксида углерода могут быть выполнены меньших размеров в том случае, когда в промывочный раствор добавлен диоксид германия в качестве активирующей добавки.
На фиг. 3 показан график реакции с переходом СО2 из газовой фазы 10 в граничный слой 21 жидкой фазы 11. Переход из газовой фазы 10 в граничный слой 21 происходит через граничную поверхность 24. В граничном слое 21 СО2 реагирует с солью 4 вторичной аминокислоты в качестве абсорбента 18 в виде быстротекущей реакции 9 с образованием продуктов реакции: карбамат 5 и протонированная соль 12 аминокислоты.
Последующая реакция, при которой продукт реакции дополнительно реагирует с водой с образованием бикарбоната и других продуктов реакции, является медленной реакцией 8, так как она протекает уже в жидкой массе 20 промывочного раствора 19, где она стерически затруднена, и протекает заметно медленнее, чем при образовании карбамата в граничном слое 21.
Как и на фиг. 3, на фиг. 4 показан график реакции, при этом в промывочном растворе 19 наряду с солью 7 вторичной аминокислоты в качестве абсорбента 18 содержится диоксид германия 17 в качестве активирующей добавки 6. Показаны газовая фаза 10 и жидкая фаза 11. Жидкая фаза 11 разделена при этом на граничный слой 21, примыкающий к газовой фазе 10, и жидкую массу 20, примыкающую к граничному слою 21.
Диоксид германия способствует тому, что образование бикарбоната происходит в виде быстротекущей реакции 9. При этом бикарбонат образуется в граничном слое 21 жидкой фазы 11, а не в жидкой массе 20, почему образование бикарбоната протекает быстро. При более быстром образовании бикарбоната СО2 быстрее поступает из газовой фазы 10 в жидкую фазу 11.
Если обратиться к изобретению, то требуется лишь незначительная добавка диоксида германия для достижения существенного ускорения процесса поглощения СО2. Предпочтительным оказалось содержание менее 10 вес. %.
На фиг. 5 показан пример, касающийся абсорбента 18. Приведена химическая структурная формула для карбоната калия, в разговорной речи поташа, 16.
На фиг. 6 дополнительно приведен пример, касающийся абсорбента 18. Показана химическая структурная формула общего вида для соли 7 аминокислоты, при этом означают: О - кислород, N - азот, М - щелочные или щелочно-земельные металлы и R - радикал-заместитель. Радикалы-заместители R1, R2 и R3 могут здесь означать водород Н, алкильный радикал, арильный радикал, алкиларильный радикал, гетероарильный радикал, галоген, CN или R-COO-.
Соли 7 аминокислоты особо оптимальны, в частности, в качестве абсорбентов, так как они не обладают заметным давлением пара и, следовательно, во время процесса поглощения СО2 при абсорбции не могут выбрасываться вместе с дымовым газом в атмосферу.

Claims (8)

1. Промывочный раствор (19), содержащий абсорбент (18) диоксида углерода на основе солей аминокислоты и добавку (6), активирующую скорость абсорбции, которая представляет собой диоксид германия (17).
2. Промывочный раствор (19) по п.1, в котором содержание диоксида германия (17) составляет от 0,01 до 10 вес.%.
3. Промывочный раствор (19) по п.1, в котором содержание диоксида германия (17) составляет от 0,05 до 2 вес.%.
4. Промывочный раствор (19) по любому из пп.1-3, который является водным раствором.
5. Способ ускорения абсорбции диоксида углерода, в котором содержащий диоксид углерода газ приводят в контакт с промывочным раствором (19), содержащим абсорбент (18) на основе солей аминокислоты и диоксид германия (17), для абсорбции диоксида углерода, причем диоксид углерода физически растворяют в промывочном растворе (19) и химически абсорбируют абсорбентом (18), при этом диоксид германия (17) оказывает каталитическое действие по меньшей мере на одной стадии реакции химической абсорбции диоксида углерода.
6. Способ по п.5, в котором содержание диоксида германия (17) в промывочной жидкости (19) задают от 0,01 до 10 вес.%.
7. Способ по п.6, в котором содержание диоксида германия (17) задают от 0,05 до 2 вес.%.
8. Способ по любому из пп.5-7, в котором в качестве содержащего диоксид углерода газа обрабатывают дымовой газ паротурбинной электростанции на ископаемом топливе, газотурбинной установки или комбинированной парогазотурбинной установки.
RU2015105182A 2012-07-17 2013-07-08 Промывочный раствор для абсорбции диоксида углерода и способ ускорения абсорбции посредством диоксида германия RU2638663C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012212482.9 2012-07-17
DE102012212482 2012-07-17
PCT/EP2013/064345 WO2014012808A1 (de) 2012-07-17 2013-07-08 Waschlösung zur absorption von kohlendioxid sowie verfahren zur beschleunigung der absorption durch germaniumdioxid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015105182A RU2015105182A (ru) 2016-09-10
RU2638663C2 true RU2638663C2 (ru) 2017-12-15

Family

ID=48803508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015105182A RU2638663C2 (ru) 2012-07-17 2013-07-08 Промывочный раствор для абсорбции диоксида углерода и способ ускорения абсорбции посредством диоксида германия

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9764283B2 (ru)
EP (1) EP2874729B1 (ru)
CN (1) CN104918679B (ru)
RU (1) RU2638663C2 (ru)
WO (1) WO2014012808A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101729181B1 (ko) * 2015-08-12 2017-04-25 광주과학기술원 아미노산을 기반으로 한 이산화탄소 검출용 화합물, 이를 이용한 이산화탄소 화학센서 및 이산화탄소 검출방법
CN107398143A (zh) * 2016-05-18 2017-11-28 河北科技大学 用于气体混合物中脱除二氧化碳的非水吸收剂
CN111632490A (zh) * 2020-05-27 2020-09-08 云南省能源研究院有限公司 一种降低二氧化碳排放量的处理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3790503A (en) * 1972-03-27 1974-02-05 Universal Oil Prod Co Method of manufacturing a germanium catalyst
WO1999004885A1 (en) * 1997-07-22 1999-02-04 Huntsman Corporation Hungary Vegyipari Termelö-Fejlesztö Részvénytársaság Absorbent composition for purifying gases which contain acidic components
RU2244587C2 (ru) * 2002-11-11 2005-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научный центр РФ "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" Абсорбент для извлечения диоксида углерода из газовых смесей
RU2275231C2 (ru) * 2003-04-02 2006-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научный центр РФ "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" Способ выделения диоксида углерода из газов
KR20110073284A (ko) * 2009-12-22 2011-06-29 한국에너지기술연구원 게르마늄 산화물을 이용한 이산화탄소의 분해방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1270875B (it) 1993-04-29 1997-05-13 Getters Spa Procedimento di purificazione dell'idrogeno e purificatore relativo
US5738956A (en) * 1994-01-28 1998-04-14 Kyowa Hakko Kogyo Agent for maintaining and recovering the function of lead storage battery and electrolyte for lead storage battery using the same
GB0227081D0 (en) 2002-11-20 2002-12-24 Exxonmobil Res & Eng Co Methods for preparing catalysts
US6911065B2 (en) * 2002-12-26 2005-06-28 Matheson Tri-Gas, Inc. Method and system for supplying high purity fluid
US7250072B2 (en) 2003-11-19 2007-07-31 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of sulfur-containing impurities from volatile metal hydrides
JP2006045456A (ja) 2004-08-09 2006-02-16 Toyobo Co Ltd ポリエステル樹脂組成物およびそれからなるポリエステル成形体
US8138117B2 (en) 2009-09-08 2012-03-20 Battelle Memorial Institute Functionalized sorbent for chemical separations and sequential forming process
US20110182799A1 (en) 2010-01-22 2011-07-28 Rutgers, The State University Of New Jersey Sequestration of a gas emitted by an industrial plant
RU2476436C1 (ru) * 2012-01-25 2013-02-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Вдс Фарма" Комплексные соединения германия с аминокислотами и карбоновыми кислотами

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3790503A (en) * 1972-03-27 1974-02-05 Universal Oil Prod Co Method of manufacturing a germanium catalyst
WO1999004885A1 (en) * 1997-07-22 1999-02-04 Huntsman Corporation Hungary Vegyipari Termelö-Fejlesztö Részvénytársaság Absorbent composition for purifying gases which contain acidic components
RU2244587C2 (ru) * 2002-11-11 2005-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научный центр РФ "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" Абсорбент для извлечения диоксида углерода из газовых смесей
RU2275231C2 (ru) * 2003-04-02 2006-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научный центр РФ "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" Способ выделения диоксида углерода из газов
KR20110073284A (ko) * 2009-12-22 2011-06-29 한국에너지기술연구원 게르마늄 산화물을 이용한 이산화탄소의 분해방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20150165375A1 (en) 2015-06-18
EP2874729A1 (de) 2015-05-27
US9764283B2 (en) 2017-09-19
EP2874729B1 (de) 2016-11-02
WO2014012808A1 (de) 2014-01-23
CN104918679A (zh) 2015-09-16
CN104918679B (zh) 2017-03-08
RU2015105182A (ru) 2016-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Borhani et al. Role of solvents in CO2 capture processes: The review of selection and design methods
JP5074763B2 (ja) ガス流から二酸化炭素を除去するためのポリアミン／アルカリ塩混合物
AU2016236623B2 (en) Gas denitration process and apparatus
CN105939774B (zh) 用于捕获和释放酸性气体的***
CN102247750B (zh) 臭氧催化氧化法对烟气同时脱硫脱硝的方法
AU2011299054B2 (en) High CO2 to amine adsorption capacity CO2 scrubbing proccesses
CN101279185B (zh) 气相氧化-液相还原吸收脱除废气中氮氧化物的方法
KR20140112492A (ko) 이온성 액체 내 일산화질소의 흡수 및 산화
Zhang et al. Investigation of the improvement of the CO2 capture performance of aqueous amine sorbents by switching from dual-amine to trio-amine systems
US20160030880A1 (en) Co2 capture with amines and acidic materials
CN111298616A (zh) 一种脱硫渣再生co2捕集溶剂的方法
RU2638663C2 (ru) Промывочный раствор для абсорбции диоксида углерода и способ ускорения абсорбции посредством диоксида германия
CA2836820A1 (en) Enhanced enzymatic co2 capture techniques according to solution pka, temperature and/or enzyme character
Lee et al. Functionalized imidazole–alkanolamine deep eutectic solvents with remarkable performance for low-concentration SO2 absorption
CN102553433B (zh) 一种用于脱除燃煤烟气中co2的装置及方法
US10814273B2 (en) Method for simultaneously removing SO2 and NOX in flue gas
CN107376586A (zh) 一种燃煤烟气脱硫脱碳的有效方法
US9409121B2 (en) Solvent, process for providing an absorption liquid, use of the solvent and process for activating the solvent
CN115318080A (zh) 一种工业氮氧化物烟气的液相吸收净化方法
Kumar A Review on Ionic Liquids as Novel Absorbents for SO 2 Removal
Kim et al. Structural investigation of aqueous amine solutions for CO2 capture: CO2 loading, cyclic capacity, absorption–desorption rate, and pKa
KR20150036067A (ko) 니트로사민의 형성이 감소되는 이산화탄소 흡수용 세척 용액
US20140084208A1 (en) Solvent, process for providing an absorption liquid, and use of the solvent
NL2031615B1 (en) Absorption medium and method for carbon dioxide absorption from flue gas
Cebrucean et al. Capture from flue gas with monoethanolamine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190709