[發(fā)明專利]一種含Cr的單原子流體增強(qiáng)二氧化碳解吸的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110826135.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113713571B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余云松;張景峰;周晨陽(yáng);王佳鋒;張辰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/14
• 分類號(hào): B01D53/14;B01J19/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明公開(kāi)了一種含Cr的單原子流體增強(qiáng)二氧化碳解吸的方法，將工業(yè)煙氣通入到盛有含Cr的單原子流體的吸收室中，煙氣中的CO₂被吸收，N₂被釋放出去；然后將吸收煙氣后的溶液通入到反應(yīng)器中，在電能、熱能以及化學(xué)能的作用下，進(jìn)行CO₂的解吸。最后解吸后的溶液通入吸收室中進(jìn)行CO₂的吸收，形成一個(gè)循環(huán)。單原子流體中含Cr原子，強(qiáng)化了單原子流體的熱電效應(yīng)，強(qiáng)熱電效應(yīng)能夠增強(qiáng)CO₂解吸，可大幅度降低解吸溫度，進(jìn)而降低能耗。本發(fā)明提出的一種含Cr的單原子流體增強(qiáng)CO₂解吸的方法可高效低能耗捕集CO₂，對(duì)于工業(yè)上大規(guī)模捕集CO₂具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工藝設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種含Cr的單原子流體增強(qiáng)二氧化碳解吸的方法。

背景技術(shù)

化石燃料燃燒排放了大量的CO₂，增加了大氣中的CO₂濃度水平，導(dǎo)致全球氣候變暖。CO₂捕集對(duì)控制溫室氣體排放非常有效。捕集二氧化碳的主要方法有吸收法、吸附法和膜分離法等。其中，吸收法可分為化學(xué)吸收和物理吸收。基于化學(xué)溶劑的吸收法是實(shí)現(xiàn)工業(yè)CO₂捕集最有前景的方法。然而，傳統(tǒng)的基于胺的CO₂捕獲系統(tǒng)存在高溫解吸CO₂問(wèn)題，這導(dǎo)致了高能耗。因此，研究新的CO₂吸收溶劑，降低CO₂捕集的能耗和成本是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。對(duì)于化學(xué)吸收法捕集CO₂的最新研究包括以下幾種：

(1)烷醇胺水溶液(如MEA)是從點(diǎn)源(如電廠煙氣)化學(xué)吸附二氧化碳最成熟的技術(shù)。這些烷醇胺具有快速的二氧化碳吸收動(dòng)力學(xué)，在低分壓下形成氨基甲酸酯。(JINKYUIM,SUNG YUN HONG,YOUNGEUN CHEON,et al.Steric hindrance-induced zwitterioniccarbonates from alkanolamines and CO₂:highly efficient CO₂ absorbents[J].Energyenvironmental science:EES,2011,4(10):4284-4289.)但烷醇胺水溶液再生溫度高(120℃)、溶劑蒸發(fā)損失大，難以在工業(yè)中大規(guī)模推廣使用。

(2)硅氧基乙胺是一種氨基硅溶劑，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的氨基甲酸酯機(jī)制，可逆地結(jié)合二氧化碳形成離子液體。硅氧基乙醇胺具有良好的二氧化碳捕獲能力和較低的再生溫度。(Blasucci Vittoria,Dilek Cerag,Huttenhower Hillary,John Ejae,Llopis-MestreVeronica,Pollet Pamela,Eckert Charles A,Liotta Charles L.One-component,switchable ionic liquids derived from siloxylated amines.[J].Chemicalcommunications(Cambridge,England),2009(1).)但硅氧基乙醇胺的Si-O鍵不穩(wěn)定，易發(fā)生水解，缺乏化學(xué)耐久性。

(3)多孔離子液體可用于低壓下可逆捕獲大量二氧化碳，這種離子液體通過(guò)利用羧酸膦鹽進(jìn)行化學(xué)吸收二氧化碳。多孔離子液體具有不揮發(fā)、熱穩(wěn)定好、無(wú)腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。(Costa Gomes Margarida,Avila Jocasta,Lepre Luiz Fernando,Santini Catherine,Tiano Martin,DenisQuanquin Sandrine,Chung Szeto Kai,Padua Agilio.New high-performance porous ionic liquids for low pressure CO₂ capture.[J].AngewandteChemie(International ed.in English),2021.)但多孔離子液體價(jià)格昂貴，對(duì)于工程應(yīng)用來(lái)說(shuō)成本過(guò)高。