[發明專利]一種通過相變捕集CO2、SO2酸性氣體的混合有機溶液

在審

• 申請號: 201510675190.1
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN105289209A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 趙文波;劉佳駒;張政;陳媛;李艷紅
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種通過相變捕集CO₂、SO₂酸性氣體的混合有機溶液，屬于環境保護和氣體凈化技術領域。

背景技術

環境污染問題是當今世界上備受關注的話題。造成環境污染的排放物主要有COx、SO₂、NOx和煙塵，其中的CO₂的大量排放會導致全球變暖、氣候異常，SO₂大量排放會造成如酸雨、空氣污染（如霧霾）等嚴重的環境污染問題。

大氣中的CO₂、SO₂，除了自然現象產生外，主要來自于化石燃料的燃燒與利用，比如火力發電、鋼鐵冶煉、有色金屬冶煉、水泥等行業。伴隨著社會工業化的發展進程，其防治與治理是刻不容緩的。二氧化碳捕集與封存（CCS）技術是實現CO₂減排和應對全球變暖的有效途徑。目前，二氧化碳的捕集方式主要有三種：燃燒前捕集、富氧燃燒和燃燒后捕集。其中，燃燒后捕集CO₂的方法可分為溶劑吸收法、吸附法、膜分離法和深冷分離法等幾大類。化石燃料燃燒排放的煙氣，溫度高、氣量大、成分復雜、CO₂壓力和含量相對較低，使用吸附法，深冷分離法和膜分離法都不太經濟，目前相對成熟的主要是溶劑吸收法，常用的化學溶劑為有機胺溶液，并已在中試規模和實際工業中有較成熟的應用。傳統有機胺溶劑存在再生能耗高的問題。

燃燒后煙氣的脫硫技術可有效解決二氧化硫的污染，燃燒后煙氣脫硫技術（FlueGasDesulfurization，簡稱FGD）是目前世界上唯一大規模商業化應用的脫硫方式，占市場份額的85%以上。其中較為實用的脫硫技術有鈣法煙氣脫硫、氨法脫硫、雙堿法脫硫和有機胺法脫硫等幾大類。有機胺法脫硫發展潛力較大，但過高的二氧化硫解吸能耗也是限制其進一步推廣的主要因素。

本發明利用相變溶劑可降低再生能耗的特點，基于有機胺再生法脫碳、脫硫技術的研究，采用有機胺溶液相變吸收CO₂、SO₂，從而達到降低解吸能耗的效果。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種通過相變捕集CO2、SO2酸性氣體的混合有機溶液。本發明旨在解決有機胺再生法脫碳、脫硫中再生能耗高的問題，本發明通過以下技術方案實現。

一種通過相變捕集CO2、SO2酸性氣體的混合有機溶液，該混合有機溶液由有機胺吸收劑和有機溶劑組成，所述吸收劑與溶劑均為沸點較高的有機化合物且吸收劑與溶劑均可重復循環使用，所述有機胺吸收劑的質量份數為5～35份，所述有機溶劑的質量份數為65～95份；所述有機胺吸收劑為鏈狀多胺類、二元胺類、空間位阻胺類、醇胺類、酰胺類中的一種或兩種以上任意比例混合物；所述有機溶劑為醇類、醚類、酮類、酯類中的一種有機溶劑或兩種以上任意比例混合物。

所述鏈狀多胺類為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。

所述二元胺類為乙二胺或哌嗪。

所述空間位阻胺類為2-甲基-2-氨基-1-丙醇。

所述醇胺類為一乙醇胺、二乙醇胺或N、N-二甲基乙醇胺。

所述酰胺類為乙酰胺或二甲基乙酰胺。

所述醇類為乙醇、丙醇或正丁醇，醚類為乙醚、二乙二醇二甲醚或二乙二醇單甲醚，酮類為N-甲基吡咯烷酮，酯類為碳酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸丙烯酯。

本發明利用的脫碳原理如下：

本發明利用的脫硫原理：

本發明提出的有機胺溶液相變體系化學穩定性好，發泡性小，粘度小，原料來源豐富，易購買。

本發明混合有機溶液可以高效的脫除煙氣中的CO₂、SO₂，并可實現降低解吸能耗，吸收劑、溶劑可循環利用；脫除的CO₂、SO₂具有較高純度，經分離后可進行回收利用。

本發明的有益效果是：

1、本發明所述的一種通過相變捕集CO₂、SO₂酸性氣體的混合有機溶液在吸收酸性氣體后發生相變（液液相變或液固相變），吸收后產物更好分離，可以有效降低解吸能耗。

2、本發明所述的一種通過相變捕集CO₂、SO₂酸性氣體的混合有機溶液中吸收劑與溶劑均選擇高沸點物質，具有不易揮發、穩定不易被氧化、毒性低等優點，吸收劑、溶劑具有高選擇性，可根據不同條件、要求等確定所需體系。