[發明專利]一種穩定低能耗再生的脫除二氧化碳的低共熔溶劑

有效

• 申請號: 201811383768.6
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109200760B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 徐霞;胡正天;畢瑩瑩;徐建
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 徐文恭

本發明涉及CO₂吸附捕獲領域，具體涉及一種穩定低能耗再生的脫除二氧化碳的低共熔溶劑，由氫鍵供體和氫鍵受體構成，所述氫鍵供體和所述氫鍵受體通過氫鍵締合形成三元低共熔共晶混合物，所述其中氫鍵受體為氯化銨或鹽酸?氯化銨，氫鍵供體由有機胺和多元醇構成，能有效提高與二氧化碳的反應速度，增大吸附量；本發明制備的低共溶劑可有效提高二氧化碳的吸附捕獲效率和降低再生能耗。

技術領域

本發明涉及CO₂吸附捕獲領域，具體涉及一種穩定低能耗再生的脫除二氧化碳的低共熔溶劑。

背景技術

二氧化碳是主要的溫室氣體，其排放導致全球氣溫升高，由此帶來的環境問題關系到人類的生存和發展，是人類社會面臨的最嚴峻的挑戰之一。研究表明21世紀末CO₂排放量將使全球氣溫上升6℃，大大超過2℃的“安全線”，如果不采取措施必將帶來災難性的后果。礦物燃料燃燒導致大量排放CO₂，致使近年全球加速變暖。但是由于煤價格低廉而且燃燒技術發展成熟，引起人類對化石燃料的依賴性，在短時間內很仍是主要的能源來源。因此對溫室效應氣體的捕獲是目前降低大氣中CO₂含量較為有效的方法之一，是近年來的研究重點。

化學吸收法吸收量大、吸收效果好、吸收劑循環利用并能得到高純CO₂，其利用弱堿性吸收劑與CO₂反應，生成不穩定的鹽在一定的條件下(如加熱)又逆向分解釋放出CO₂。化學吸收劑分中的液體吸收法包括熱鉀堿法、有機胺吸收法和氨水法。熱鉀堿法吸收能力強，價格便宜，再生氣純度高，反應速度較慢，易起泡，再生能耗較大，對設備的腐蝕比較嚴重。氨水吸收CO₂效率高，成本低，能耗小，對設備的腐蝕也小。但是氨水不穩定且再生時釋放出的CO₂夾帶一定量的氨氣。

有機胺吸收法是目前最為廣泛的CO₂化學吸收法，有機胺與CO₂發生化學反應后形成一種穩定的中間絡合物，再通過再生裝置分離出溶劑和CO₂。胺類吸收劑吸收速度快，吸收能力強，成本低，但是有機胺吸收劑極易受到有機物、無機物和固體顆粒等雜質的污染而降解，造成溶劑損失。另外該方法在胺溶液的循環再利用過程中需要消耗大量的能量，且對設備的腐蝕較為嚴重。離子液體作為替代有機胺溶液具有料號前景，但其粘度高導致傳質速度慢，CO₂吸附速度低，且吸附量以每克吸附劑計算遠低于有機胺溶液，不能滿足使用要求。

發明內容

(一)解決的技術問題

本發明針對上述存在的問題，提供一種穩定低能耗再生的脫除二氧化碳的低共熔溶劑，能有效提高二氧化碳的吸附捕獲效率。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種穩定低能耗再生的脫除二氧化碳的低共熔溶劑，其特征在于，所述低共熔溶劑由氫鍵供體和氫鍵受體構成，所述低共熔溶劑由氫鍵供體和氫鍵受體通過氫鍵締合形成的三元低共熔溶劑；

所述氫鍵受體為氯化銨、鹽酸-氯化銨中的任意一種，所述氫鍵供體由有機胺和多元醇組成。

優選的，所述有機胺為乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺和N,N-二甲基乙二胺中的任意一種。

優選的，所述多元醇為季戊四醇、乙二醇、丙三醇和丁二醇中的任意一種。

優選的，所述三元低共熔溶劑中氫鍵供體、有機胺和多元醇三者的摩爾比為1:(4～10):(0.01～1)。

優選的，所述三元低共熔溶劑中氫鍵供體、有機胺和多元醇三者的摩爾比為1:(4～8):(0.1～0.8)。

優選的，所述低共熔溶劑應用于CO₂氣體的吸附捕獲。