[發明專利]一種用復合脫碳溶液捕集混合氣體中二氧化碳的方法

無效

• 申請號: 201110230570.6
• 申請日: 2011-08-11
• 公開（公告）號: CN102284227A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 張永春;郭超;陳紹云;宋微;王曉峰;李桂民
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C01B31/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于氣體分離技術領域，涉及到一種用復合脫碳溶液捕集混合氣體中二氧化碳的方法。

背景技術

二氧化碳排放引起的溫室效應已經使我們的地球受到嚴重的氣候影響。目前包括我國在內的世界多數國家都簽訂了《京都議定書》，說明控制二氧化碳的排放量，已成為世界各國十分關注的問題。同時二氧化碳作為一種寶貴的碳資源，可以被廣泛應用于機械、化工、食品、醫藥等多種領域，如能有效地將其回收利用，就可減少大氣污染，源源不斷地為我們提供碳資源。我國二氧化碳的來源非常豐富，但由于回收二氧化碳的措施不利，每年回收再利用的二氧化碳量還不足總排放量的1％，因此，有效解決二氧化碳的回收利用問題已迫在眉睫。而溶劑吸收法捕集回收二氧化碳是目前工業上最主要的方法。

二氧化碳捕集的方法主要有：溶劑吸收法、物理吸附法、膜分離法、O₂催化燃燒法等。其中化學溶劑法吸收二氧化碳技術廣泛應用于天然氣、煉廠氣、合成氣及煙道氣等排放氣源。為了進一步提高吸收劑的吸收能力、降低腐蝕性、減少因揮發而造成的損耗及再生時的能耗，人們一直致力于開發高效的化學溶液吸收劑，經過多年的研究，已經從開始的單組分高能耗的吸收劑發展為現在的復合組分低能耗的吸收劑，而吸收劑的組成組分和含量問題仍為學者研究的重點。

1985年中國專利(CN?103855A)公開了一種從氣體混合物中除去二氧化碳的方法，其吸收劑為K₂CO₃?15-30％，二乙醇胺10-30克/升，氨基乙酸10-20克/升，硼酸15-30克/升，總釩(以KVO₃計)5-10克/升。其溶液吸收CO₂的能力為21-26NM³?CO₂/M³溶液。

1999年，美國專利(US09,329,259)公開了一種從原料氣中吸收二氧化碳的方法，將來自原料氣中的二氧化碳吸收在復合溶液中，優選的復合溶劑含有較小濃度的一種或者多種快反應速率胺(MEA或DEA質量分數為5％～35％)和較高濃度的一種或者多種慢反應速率胺(MDEA質量分數為5％～50％)。

2001年，美國專利(US?6,290,754?B1)公開了一種從混合氣體中脫除二氧化碳的方法，其吸收劑為在MDEA胺溶液中加入活性組分。其中MDEA濃度為1-6mol/L?；钚越M分為H₂N-C_nH_2n-NH-CH₂-CH₂OH，(1≤n≤4)，其濃度為總胺的摩爾濃度的0.01到0.5之間。

2002年，中國專利(CN?1340374A)公開了一種脫除氣體中二氧化碳的復合脫碳溶液，氣胺重量百分比由以下原料組成：A.30～50％的MDEA，B.0.1～1.5％的二甲基乙醇胺，C.0.5～1.5％的甲基乙醇胺，D.1～2％的二氮己環，E.其余為水。其溶液吸收CO₂的能力為22-26NM³?CO₂/M³溶液。

2007年，中國專利(CN?101053751A)公開了一種回收廢氣中二氧化碳的復合脫碳溶液，此種復合溶液的成分和質量百分比如下：復合氨水溶液20～60％，其中含有濃度較低的一種或者多種的快反應速率胺和較高濃度的一種或者多種慢反應速率胺；聚醇醚5～10％；防氧化劑1～5％；緩蝕劑1～5％；其余為水。

2007年，韓國專利(KR?10，2007，0097560)公開了用于分離二氧化碳的混合吸收劑，吸收劑包含100重量份的式1化合物和1～60質量份的在環上至少1個氨基的式2雜環化合物，其中1式所述的化合物分子上含有一個羥基和伯胺基，在臨近所述的氨基α碳位上無取代基，并且烷基取代基和醇羥基取代基位于β碳上。

綜上所述，目前主要應用MEA、DEA等為主吸收劑，以MDEA等為助吸收，配合多種吸收能力強的活性組分及防腐劑、緩蝕劑等等組成的脫碳水溶液，雖有其各自的優點，但其綜合的脫碳能力普遍較低，再生能耗高，溶劑循環量大，設備腐蝕性強，不能使經濟效益達到最優化，因此還有完善的余地。

發明內容

本發明提供了一種用復合脫碳溶液捕集混合氣體中二氧化碳的方法，解決了脫碳溶液脫碳能力低、再生能耗高等問題，在較低的壓力條件下有較好的CO₂回收效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：