[發明專利]一種固體胺二氧化碳捕獲劑的制備方法

無效

• 申請號: 201310196140.6
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103242469A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 李清華;徐海濤;廖建華
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C08F120/06
• 分類號: C08F120/06;C08F8/44;B01D53/81;B01D53/62
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及一種氣體捕獲劑的制備方法，具體涉及一種固體胺二氧化碳捕獲劑的制備方法。

背景技術

????從19世紀早期工業化開始至今，溫室氣體如二氧化碳、甲烷等在空氣中的濃度一直在增加，并從20世紀中期開始其濃度開始顯著地增加。由于全球變暖的不斷加速，對這些溫室氣體的排放和處理的管理一直也很嚴格。

對于我國來說，燃煤電廠的二氧化碳排放是溫室氣體的最主要排放源，為達到二氧化碳減排要求及我國燃煤發電的可持續發展，捕獲和固定燃煤電廠排放的二氧化碳是一項刻不容緩的重任。

目前，有化學吸收、物理吸附及膜分離等多種方法被用于從煙道氣中捕獲二氧化碳。其中，工業規模上使用最廣泛的方法是化學吸收法。

化學吸收法使用的化學吸收劑主要是有機胺水溶液，如單乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺等。有機胺水溶液吸收劑存在一些缺點，如成本較高；再生過程中用來破壞吸收劑與二氧化碳之間化學結合鍵的高溫會導致有機胺發生不可逆的分解，分解產物對吸收設備有一定的腐蝕性；有機胺在高溫下易揮發，揮發的有機胺會對設備造成一定的腐蝕，同時對環境和人體產生危害；大量的分散介質水導致再生過程能耗很高。因此，有必要開發新型二氧化碳吸收劑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種固體胺二氧化碳捕獲劑的制備方法，所述固體胺二氧化碳捕獲劑具有吸收量高、穩定性高及再生能耗低等特點，特別適合用于吸收煙道氣中的二氧化碳。為此本發明同時提供這種捕獲劑的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

本發明提供一種固體胺二氧化碳捕獲劑，其具體步驟如下：?將1.0?mol聚甲基丙烯酸2000溶解于2.0?L四氫呋喃中，配制成0.5?mol/L的溶液；將上述全部聚甲基丙烯酸2000的四氫呋喃溶液滴入盛有28.0?mol乙二胺和20.0?L無水乙醚的50?L玻璃反應釜中，滴加速度控制在0.1?L/h~0.2?L/h，控制反應釜內溫度在10℃以下，滴加完畢后，在25℃下攪拌反應24~30?h，停止反應；將50?L玻璃反應釜內混合物抽濾，得固體粗產物，用10.0~15.0?L丙酮洗滌固體粗產物，除去未反應的乙二胺，進一步在50℃真空干燥48?h，即得所述的固體胺二氧化碳捕獲劑。

所述固體胺二氧化碳捕獲劑的制備步驟中，聚甲基丙烯酸2000是指數均分子量為2000?g/mol的聚甲基丙烯酸。

所述固體胺二氧化碳捕獲劑的制備步驟中，無水乙醚的含水量低于0.01％。

所述固體胺二氧化碳捕獲劑的制備步驟中，聚甲基丙烯酸在四氫呋喃中溶解速度較慢，需要適當升高溫度并輔以攪拌，加速溶解。

所述固體胺二氧化碳捕獲劑的制備步驟中，聚甲基丙烯酸的四氫呋喃溶液的濃度須等于或低于0.5?mol/L，濃度過高出現析出。

本發明提供的固體胺二氧化碳捕獲劑可以在溫度10~30℃、壓力0.1?MPa的條件下直接用于捕獲干燥的煙道氣或天然氣中的二氧化碳，在20℃和0.1?MPa條件下捕獲量可以達到0.27?gCO₂/g捕獲劑。

本發明提供的固體胺二氧化碳捕獲劑可以在飽和捕獲后通過加熱的方式進行解吸，從而再生。本發明提供的固體胺二氧化碳捕獲劑直接使用，不需要分散介質或載體，再生能耗全部用于破壞捕獲劑與二氧化碳之間化學結合鍵，與有機胺水溶液相比較，再生能耗較低。解吸再生的溫度為60~70℃，壓力為?0.1?MPa，解吸率高于65％。

本發明提供的固體胺二氧化碳捕獲劑與現有技術相比具有以下顯著效果：

1.?本發明提供的是一種新型的二氧化碳捕獲劑，開發了二氧化碳捕獲劑的新品種。

2.?本發明提供的固體胺二氧化碳捕獲劑為固體，不揮發，多次再生后也不分解，具有較高的穩定性。

3.?本發明提供的固體胺二氧化碳捕獲劑具有較高的吸收量，且再生能耗較低。

附圖說明

圖1示出了本發明測量固體胺二氧化碳捕獲劑的二氧化碳捕獲/再生能力的裝置的示意圖。

具體實施方式

????本發明通過以下實施例說明，但本發明并不限于下述實施例，在不脫離前后所述宗旨的范圍下，變化實施都包含在本發明的技術范圍內。

實施例1