[發(fā)明專利]一種工業(yè)化二氧化碳捕獲劑的快速篩選方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201610032979.X | 申請(qǐng)日： | 2016-01-19 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN105582787A | 公開(kāi)（公告）日： | 2016-05-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 梁志武;劉森;高紅霞;羅瀟 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 湖南大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01D53/14 | 分類號(hào)： | B01D53/14 |
| 代理公司： | 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113 | 代理人： | 馬強(qiáng) |
| 地址： | 410082 湖*** | 國(guó)省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 工業(yè)化 二氧化碳 捕獲 快速 篩選 方法 | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種工業(yè)化二氧化碳捕獲劑的快速篩選方法，包括以下步驟：(1)先用二氧化碳捕獲劑吸收二氧化碳，再使二氧化碳被解吸，得到預(yù)處理的二氧化碳捕獲劑；(2)將預(yù)處理的二氧化碳捕獲劑的溫度調(diào)至10?50℃，通入模擬煙道氣并攪拌0.5?2h使模擬煙道氣中的二氧化碳被吸收，得到富液；將富液的溫度調(diào)至75?100℃，通入并氮?dú)獠嚢?.5?2h使富液中的二氧化碳被解吸，得到貧液；分別測(cè)定富液和貧液中的負(fù)載；所述負(fù)載是指二氧化碳的摩爾數(shù)與二氧化碳捕獲劑的摩爾數(shù)之比；(3)通過(guò)比較循環(huán)容量的大小來(lái)判斷二氧化碳捕獲劑的優(yōu)劣；所述循環(huán)容量是指富液和貧液中的負(fù)載的差值與二氧化碳捕獲劑濃度的乘積。該篩選方法準(zhǔn)確性高，成本低，時(shí)間短。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種工業(yè)化二氧化碳捕獲劑的快速篩選方法，屬于二氧化碳捕獲技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
近年來(lái)，溫室效應(yīng)導(dǎo)致的全球氣候變化問(wèn)題日益威脅人類的生存和發(fā)展,而二氧化碳則是公認(rèn)最主要的溫室氣體之一。
目前主要存在燃燒前捕獲、富氧燃燒捕獲和燃燒后捕獲這三種碳捕獲技術(shù)，燃燒后捕獲技術(shù)是符合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展可行的最成熟的技術(shù)，燃燒后煙道氣脫碳技術(shù)主要包括化學(xué)吸收法、物理吸附法和膜分離法等。
化學(xué)溶劑吸收法中，有機(jī)胺溶劑因其快吸收速率，大吸收容量和可再生等特性被廣泛應(yīng)用于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中。
目前主要存在的有機(jī)胺溶劑主要有：?jiǎn)我掖及罚?-氨基-2-甲基-1-丙醇，二乙醇胺，N-甲基二乙醇胺，三乙醇胺，哌嗪等，同時(shí)一大批潛在的吸收劑正在被研究，如二乙胺基乙醇，4-二乙胺基-2-丁醇，二乙烯三胺，氨乙基乙醇胺，3-甲氨基丙胺等。
通過(guò)研究不同胺溶劑的溶解度、動(dòng)力學(xué)常數(shù)、解吸能耗、傳質(zhì)性能和降解腐蝕性能等來(lái)對(duì)比篩選更高效性能的溶劑體系有一些缺點(diǎn)，如需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和材料，導(dǎo)致高成本；研究的溶劑常常只是具有某種優(yōu)異性能，不能判斷該溶劑捕獲二氧化碳的整體性能是否高效；因此，開(kāi)發(fā)一種二氧化碳高效捕獲劑的快速篩選方法具有極其重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于：提供一種工業(yè)化應(yīng)用二氧化碳高效捕獲劑的快速篩選方法，該方法基于傳統(tǒng)二氧化碳捕獲劑的篩選方法，結(jié)合工業(yè)化應(yīng)用溶液再生循環(huán)和塔設(shè)備規(guī)模，通過(guò)設(shè)定貧胺溶液負(fù)載和吸收解吸流程時(shí)間，快速的得到相同條件下不同捕獲劑體系的碳捕獲循環(huán)容量來(lái)篩選出高效捕獲劑，篩選成本大大降低，篩選時(shí)間短，且能夠在Aspen中進(jìn)行中試規(guī)模放大。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，提供一種工業(yè)化二氧化碳捕獲劑的快速篩選方法，包括以下步驟：
(1)先用二氧化碳捕獲劑吸收二氧化碳，再使二氧化碳被解吸，得到預(yù)處理的二氧化碳捕獲劑，所述二氧化碳捕獲劑為有機(jī)胺溶劑；
(2)將預(yù)處理的二氧化碳捕獲劑的溫度調(diào)至10-50℃，通入模擬煙道氣并攪拌0.5-2h使模擬煙道氣中的二氧化碳被吸收，得到富液；將富液的溫度調(diào)至75-100℃，通入并氮?dú)獠嚢?.5-2h使富液中的二氧化碳被解吸，得到貧液；分別測(cè)定富液和貧液中的負(fù)載；所述負(fù)載是指二氧化碳的摩爾數(shù)與二氧化碳捕獲劑的摩爾數(shù)之比；
(3)通過(guò)比較循環(huán)容量的大小來(lái)判斷二氧化碳捕獲劑的優(yōu)劣；所述循環(huán)容量是指富液和貧液中的負(fù)載的差值與二氧化碳捕獲劑濃度的乘積。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，先用溫度為10-50℃的二氧化碳捕獲劑吸收二氧化碳；再使二氧化碳捕獲劑的溫度升高至75-100℃并通入氮?dú)馐苟趸急唤馕玫筋A(yù)處理的二氧化碳捕獲劑。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，二氧化碳捕獲劑吸收二氧化碳至飽和的40-80％時(shí)，再使二氧化碳被解吸。因?yàn)槲罩两咏柡蜁r(shí)，吸收的速率會(huì)很慢。飽和是指二氧化碳在二氧化碳捕獲劑中的吸收達(dá)到當(dāng)時(shí)條件下的平衡，可理解為吸收為100％，為節(jié)省時(shí)間，也為接近工業(yè)化的處理情況，不可能等到吸收至飽和才去進(jìn)行解吸過(guò)程。
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