[發明專利]一種二氧化碳吸收劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010023368.5
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111185071B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 趙興雷;王保登;崔倩
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發明涉及一種二氧化碳吸附劑及其制備方法與應用，所述吸附劑包括組分a：堿金屬的碳酸鹽和任選地有機仲胺、叔胺或多元胺的一種或多種；組分b：堿性氨基酸鹽和任選地有機伯胺的一種或多種；和組分c：弱酸和弱酸鹽。所述吸收劑中通過添加弱酸和弱酸鹽類再生促進劑，提高吸收劑的再生速率，進一步降低再生溫度，從而降低再生能耗。

技術領域

本發明涉及氣體分離領域，具體涉及一種二氧化碳吸收劑及其制備方法與應用。

背景技術

全球氣候變暖已經成為毫無爭議的事實。溫室氣體CO₂的排放是造成氣候變暖的一個主要因素。目前常規的減排方案是CO₂捕集和封存技術（CCS），即將CO₂捕集下來后注入地下儲層進行長期封存。

根據不同的應用場合和原料氣的壓力高低，CO₂捕集方法可分為干法和濕法。干法包括吸附法和膜法，一般適用于CO₂濃度較低的場合；濕法可分為化學吸收法和物理吸收法，化學吸收法多用于原料氣壓力較低或常壓的場合。如專利CN104275072B所述，化學法常規路線是常壓下煙氣與吸收劑接觸進行化學反應，CO₂被吸收到溶液中，該吸收富液加熱后CO₂解吸出來，溶液得以再生并循環使用。但目前該工藝存在的主要問題是普遍采用了有一定毒性的有機醇胺溶劑，對環境可能產生次生污染。

專利CN201210159454.4介紹了一種活化復合活化鉀溶液，盡管該專利采用了環保型的溶劑，但該溶液的再生溫度較高，速度較慢，有必要進一步開發降低吸收劑的再生能耗。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明第一方面提供了一種二氧化碳吸收劑，所述吸收劑中通過添加弱酸和弱酸鹽類再生促進劑，提高吸收劑的再生速率,進一步降低再生溫度，從而降低再生能耗。

本發明第二方面提供了第一方面所述的二氧化碳吸收劑的制備方法。

本發明第三方面提供了上述吸附劑的應用。

根據本發明的第一方面，所述二氧化碳吸收劑包括：

組分a：堿金屬的碳酸鹽和有機仲胺、叔胺或多元胺的一種或多種；

組分b：堿性氨基酸鹽和有機伯胺的一種或多種；

組分c：弱酸和對應的弱酸鹽。

根據本發明的一些實施方式，所述組分c中，弱酸和弱酸鹽的質量比為0.5-10，例如0.5:1、1.0:1、1.5:1、2.0:1、2.5:1、3.0:1、3.5:1、4.0:1、4.5:1、5.0:1、5.5:1、6.0:1、6.5:1、7.0:1、7.5:1、8.0:1、8.5:1、9.0:1、9.5:1、10:1以及它們之間的任意值。

根據本發明的一些實施方式，所述組分c中，弱酸和弱酸鹽的質量比為1-7。

根據本發明的一些優選實施方式，所述組分c中，弱酸和弱酸鹽的質量比為2-5。

本發明通過在吸收劑中同時添加弱酸和弱酸鹽，能夠形成緩沖溶液，降低溶液pH值，更好的提高再生速率，降低反應再生溫度。

根據本發明的一些實施方式，所述弱酸選自無機弱酸和C2-C20的有機弱酸中的一種或多種。

根據本發明的一些實施方式，所述弱酸選自硼酸、檸檬酸、己二酸、戊二酸、氨三乙酸和乙二胺四乙酸中的一種或多種。

根據本發明的一些實施方式，所述弱酸鹽選自無機弱酸鹽和C2-C20的有機弱酸鹽中的一種或多種。

根據本發明的一些實施方式，所述弱酸鹽選自硼酸鹽、檸檬酸鹽、己二酸鹽、戊二酸鹽、氨三乙酸鹽和乙二胺四乙酸鹽中的一種或多種。