[發明專利]一種基于鹽析效應應用高粘度吸收劑分離CO2的方法

有效

• 申請號: 201610035837.9
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105477979B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 張衛東;馬騫;金顯杭;楊葉;于天然;涂巍巍;任鐘旗
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

一種基于鹽析效應應用高粘度吸收劑分離CO₂的方法，屬于氣體分離技術領域和環境保護領域。包括將待分離的CO₂在一定溫度壓力下吸收解吸，具體如下：向高粘度胺類吸收劑中加入與水互溶的有機溶劑，混合得到新型吸收劑；新型吸收劑與待分離的CO₂反應，由于鹽析效應形成液?液兩相或液?固兩相，兩相分別是CO₂負載的富相和CO₂負載的貧相；僅CO₂負載的富相進行解吸，得到CO₂；將解吸后的吸收劑與CO₂負載的貧相混合進行循環吸收。該方法在吸收過程中降低吸收劑粘度，在解吸過程中提高吸收劑的濃度，減少解吸單元的處理量，降低水的蒸發量和升溫的能耗，進而實現高粘度吸收劑低能耗分離CO₂。

技術領域

本發明屬于氣體分離技術領域和環境保護領域，涉及一種基于鹽析效應應用高粘度吸收劑分離CO₂的方法。

背景技術

近年來，“溫室效應”和“全球變暖”已經成為引人矚目的環境問題。大氣中的CO₂氣體含量增加是造成全球氣候變暖的主要原因。為了避免人類受氣候變暖的威脅，控制和削減全球二氧化碳的排放是最根本的途徑。碳捕集與封存(Carbon Capture and Storage，CCS) 技術是控制和削減全球二氧化碳排放的可行途徑。而在CCS技術中，捕集成本占整個操作成本的80％，再生能耗約占整個捕集過程能耗的1/2-2/3以上，因此低能耗再生技術的開發已經成為實現CCS技術的關鍵所在。

CO₂的再生過程一般在100℃以上進行，它的能耗主要包括三部分：(1)解吸化學反應所需要的反應熱，CO₂的解吸反應為吸熱反應，這是解吸過程必須提供的能量；(2)吸收劑升溫至解吸溫度所需要的顯熱；(3)吸收劑揮發所帶走的熱量，在CO₂再生過程中，吸收劑會有一定的揮發損失，尤其是吸收劑中水的蒸發量較大，而水的蒸發會帶走大量的熱，帶來很大的熱量損失。由于胺類吸收劑吸收CO₂本質是化學反應過程，提高胺類吸收劑濃度一方面可降低吸收劑中的水含量，減少再生過程中水蒸發的能耗，另一方面可使單位體積吸收劑的容量加大，用量減少，此外還可降低吸收劑的熱容，進而降低升溫顯熱。但吸收劑濃度增大造成吸收劑粘度加大，進而影響吸收效果。本領域的技術人員為實現高粘度吸收劑在CO₂分離過程的應用進行了相關研究。首先，可通過改進吸收解吸設備，改變氣液兩相接觸方式，強化傳質。專利(CN103182241A)提出一種新的高粘度吸收液分離CO₂的工藝，該工藝為氣體通過平直通道垂直板規整填料塔與高粘度吸收劑接觸完成吸收；專利(CN103191692A)提出一種適應粘性吸收劑的有壁與無壁液膜交替的規整填料，顯著提高高粘度吸收劑的傳質性能；專利(歐洲專利0053881，美國專利4283255)發明超重力吸收解吸設備。其次，可通過向高粘度吸收劑中添加水或特定活化劑控制吸收劑粘度在可應用范圍。專利(CN103736382A)采用向純1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽離子液體中添加水或N-甲基環己胺控制吸收劑粘度，達到在吸收過程降低吸收劑粘度的目的。

綜上所述，開發一種應用高粘度吸收劑分離CO₂的方法意義重大。為實現高粘度吸收劑低能耗分離CO₂，本發明提出一種基于鹽析效應應用高粘度吸收劑分離CO₂的方法。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于鹽析效應應用高粘度吸收劑分離CO₂的方法，該方法在吸收過程中降低吸收劑粘度，在解吸過程中提高吸收劑濃度，減少解吸單元的處理量，降低水的蒸發量和升溫的能耗，進而實現高粘度吸收劑低能耗分離CO₂。

一種基于鹽析效應應用高粘度吸收劑分離CO₂的方法，其特征在于，包括以下步驟：