[發(fā)明專利]一種CO2水合物生成促進(jìn)劑

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910040623.0
• 申請(qǐng)日: 2009-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101596393A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李小森;徐純剛;陳朝陽(yáng);李剛;顏克鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號(hào): B01D53/14
• 分類號(hào): B01D53/14;B01D53/62;C01B31/20
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 莫瑤江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種CO₂水合物生成促進(jìn)劑。

技術(shù)背景

全球變暖的現(xiàn)實(shí)正在不斷地向世界各國(guó)的人們敲響警鐘，而溫室效應(yīng)氣體，特別是CO₂氣體排放已經(jīng)成為全球最為關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。大氣中CO₂濃度持續(xù)升高的主要來(lái)源于工業(yè)中大規(guī)模能量生產(chǎn)中排放廢氣。我國(guó)是一個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家，這種能源結(jié)構(gòu)將在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。我國(guó)煤炭大部分用于發(fā)電，目前傳統(tǒng)的煤炭直接燃燒火力發(fā)電在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將在我國(guó)發(fā)電領(lǐng)域中處于主導(dǎo)地位，燃煤發(fā)電廠CO₂排放量大而且相對(duì)集中，是控制工業(yè)CO₂排放的主要領(lǐng)域，減排電廠中CO₂迫在眉睫。CO₂控制主要包括分離回收、運(yùn)輸與處理(包括儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化)三個(gè)方面，而作為核心技術(shù)的分離回收技術(shù)能耗最高，經(jīng)濟(jì)性最差，因此成為CO₂控制取得突破的關(guān)鍵，也是實(shí)現(xiàn)CO₂永久儲(chǔ)存的第一步。

分離含CO₂氣體混合物的方法主要有化學(xué)吸收、物理吸附、深冷分離、變壓吸附與膜分離等。化學(xué)吸收應(yīng)用范圍比較窄，吸收劑回收能耗大。中國(guó)專利CN1747774A公開(kāi)了一種采用化學(xué)吸收法從鋼鐵廠產(chǎn)生的副生氣體等中分離回收CO₂的方法，該方法利用鋼鐵廠低品位排熱加熱回收化學(xué)吸收劑，分離成本大大降低。但深冷分離工藝投資較高，只有在裝置規(guī)模較大時(shí)，才具有較佳的經(jīng)濟(jì)性。變壓吸附法存在的主要問(wèn)題是能耗高、設(shè)備投資大、吸附劑利用率低且損失大。目前廣泛使用的膜分離法則具有化學(xué)和熱穩(wěn)定性差、選擇性和通量不高、處理能力有限、產(chǎn)品純度低、耐久性差等缺點(diǎn)。發(fā)展新型、高效氣體分離、提純方法具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

水合物法分離回收煙氣中CO₂是基于富含CO₂的氣體混合物中各組分水合物形成條件的不同，此項(xiàng)技術(shù)的明顯優(yōu)點(diǎn)是它不需要諸如溶劑吸收分離方法那樣使用昂貴的高耗能的再生裝置來(lái)回收溶劑。與傳統(tǒng)的分離方法相比，水合物分離技術(shù)在電廠煙氣中的CO₂及“綠色煤電”技術(shù)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電中CO₂分離、提純方面更具潛力。

國(guó)外在水合物分離技術(shù)方面雖有一些研究，但還未完善，國(guó)內(nèi)在這方面的研究則處于起步階段，而對(duì)于煙氣(主要是N₂和CO₂)中CO₂水合物分離技術(shù)的研究則更少。煙氣中CO₂水合物分離最初的實(shí)驗(yàn)研究是在1993-1995年期間California?Institute?of?Technology進(jìn)行的，在他們的專利中聲明CO₂水合物能夠在一個(gè)流動(dòng)系統(tǒng)中生成。這個(gè)系統(tǒng)后來(lái)由Los?Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室給予證實(shí)，進(jìn)而證實(shí)了實(shí)現(xiàn)水合物分離技術(shù)工業(yè)化具有很大的潛力(Wong，S.and?Bioletti，R.Carbon?dioxide?separation?technologies.(2002).Carbon?&?EnergyManagement，Alberta?Research?Council，Edmonton，Alberta，T6N?1E4，Canada.)。美國(guó)專利US6602326B2公開(kāi)一種采用四氫呋喃作為水合物形成促進(jìn)劑分離混合氣體中CO₂與N₂的方法與工藝，水合物形成壓力大大降低，經(jīng)三級(jí)分離后產(chǎn)品CO₂的濃度可達(dá)99.8％，但此工藝每級(jí)水合反應(yīng)后的尾氣直接排空，導(dǎo)致煙氣中CO₂的回收率低，為提高CO₂回收率，必定會(huì)延長(zhǎng)水合反應(yīng)時(shí)間，使水合反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，導(dǎo)致系統(tǒng)分離能力降低。美國(guó)專利US20050120878A1公開(kāi)了一種利用水合物技術(shù)分離甲烷氣體中的CO₂的工藝。US6352576B1公開(kāi)了一種采用鎓鹽作為CO₂水合物形成促進(jìn)劑分離多組分氣體中CO₂的方法，同時(shí)采用含CO₂水合物晶核的水以提高水合物形成速率，降低水合物形成誘導(dǎo)時(shí)間。