[發明專利]一種用于膜接觸器捕集CO2氣體的復合吸收劑

無效

• 申請號: 201010121980.2
• 申請日: 2010-03-11
• 公開（公告）號: CN101766947A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 陸建剛;陳敏東;王讓會;張慧;黎飛虎
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C01B31/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發明涉及膜分離技術領域，特別是一種用于捕集CO₂氣體的復合吸 收劑。

背景技術

全球氣候變暖已受到全球的高度關注，二氧化碳因具有溫室效應被普遍 認為是導致全球氣候變暖的重要原因之一。減少二氧化碳排放，實現低碳經 濟，降低大氣中二氧化碳濃度，是人類面臨的共同難題和挑戰。各種高效低 能耗可行的分離和捕集CO₂技術受到各國的高度重視。各種高性能捕集CO₂吸收劑的開發是此領域研究的主題之一，近幾年來，復合吸收劑由于其獨特 的性能已成為捕集CO₂吸收劑的研究與開發的熱門課題。

復合吸收劑兼容了單一吸收劑的優良性能，在捕集CO₂過程中可提供更 高的傳質推動力、更高的吸收容量、更高的吸收速率和再生速率。因此復合 吸收劑具有更高的優良性能。目前用于吸收CO₂氣體各種吸收劑在工業上已 得到了廣泛應用。如US4,892,674提出在醇胺溶劑中添加位阻胺鹽或位阻氨 基酸形成復合溶劑；US4,895,670提出的空間位阻胺和位阻氨基酸形成的復 合溶劑。CN1356157A提出一種混合溶劑由MDEA(N-甲基二乙醇胺)和一種 空間位阻胺組成。CN1354036A公開一種復合胺溶劑由MEA(一乙醇胺)和一 種活性胺組成。這些專利涉及的復合溶劑主要用于選擇性脫除混合氣中的酸 性氣體H₂S及CO₂。

膜氣體吸收技術(簡稱膜吸收)作為膜分離與溶劑吸收氣體技術相結合 的新型氣體分離過程，其具有穩定的傳質界面、高比表面積、高傳質效率， 能耗低，裝置體積小，操作穩定和彈性大等優勢；膜接觸器中的微孔膜僅僅 是氣液兩相之間的屏障，對氣體的分離無選擇性，吸收劑在分離過程中提供 了高選擇性和高驅動力。因此開發與膜材質相兼容的高性能吸收劑具有特別 重要的意義。CN1895738公開了由氨基酸鹽和活化組分組成的復合溶液，具 有優良的吸收和再生性能，并優于單一組分。目前，用于膜接觸器捕集CO₂復合吸收劑較少，吸收性能尚需要進一步提高，而且存在溶劑不易獲得，價 格昂貴，再生熱較高，以及溶劑侵蝕膜材質等缺點。

三、發明內容

本發明的目的在于提供一種能在膜接觸器中穩定運行的用于膜接觸器 捕集CO₂氣體的高效復合吸收劑。

本發明的技術方案為：一種用于膜接觸器捕集CO₂氣體的復合吸收劑， 由氨基烷烴基磺酸鹽和多氨基有機胺兩組分組成。氨基烷烴基磺酸鹽和多氨 基有機胺兩組分在復合吸收劑中的總濃度為0.1～4.0mol/L，氨基烷烴基磺 酸鹽和多氨基有機胺的摩爾比為1.0∶0.1～1.2。

氨基烷烴基磺酸鹽和多氨基有機胺兩組分的復合吸收劑總濃度更優選 的值為0.5～3.0mol/L。氨基烷烴基磺酸鹽和多氨基有機胺的摩爾比更優選 值為1.0∶0.5～1.0。

其中，氨基烷烴基磺酸鹽的結構式為：

H₂N-R-SO₃^-M⁺

其中R為含有1～3碳原子的烷基，M⁺＝K⁺或Na⁺。優選為氨基甲磺酸鹽， 2-氨基乙磺酸鹽，1-氨基乙磺酸鹽，1-氨基丙磺酸鹽，2-氨基丙磺酸鹽，3- 氨基丙磺酸鹽。

多氨基有機胺化合物的結構式為：

其中n值為0-5，優選為：乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，四乙烯 五胺。

有益效果：

本發明提出的復合吸收劑捕集CO₂性能優于現有的CO₂吸收劑如MEA(一 乙醇胺)等組分，同時優于單一的氨基烷烴基磺酸鹽；具有高傳質系數，能 在膜接觸器中穩定運行。

四、附圖說明

圖1膜接觸器捕集CO₂氣體的復合吸收劑吸收性能評價裝置。1-混合氣 鋼瓶，2-氣體流量計，3-膜接觸器，4-第一溶液儲槽，5-蠕動計量泵， 6-第二溶液儲槽，P-壓力計，A-取樣點。