本发明专利技术属于CO2减排处理领域，本发明专利技术提供一种热稳定性碳酸酐酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸CO2中的应用，所述热稳定性碳酸酐酶为SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列。本发明专利技术应用基因重组表达获得的一种碳酸酐酶(PaCA)催化能够有机胺循环吸收和解吸CO2，该酶能在有机胺循环吸收和解吸CO2过程中具有比较稳定的催化能力；在本发明专利技术所述应用中该酶在多次循环之后仍然能保持较好的稳定性，更好地节省能量投入。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于CO2减排处理领域，本专利技术提供一种热稳定性碳酸酐酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸CO2中的应用，所述热稳定性碳酸酐酶为SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列。本专利技术应用基因重组表达获得的一种碳酸酐酶(PaCA)催化能够有机胺循环吸收和解吸CO2，该酶能在有机胺循环吸收和解吸CO2过程中具有比较稳定的催化能力；在本专利技术所述应用中该酶在多次循环之后仍然能保持较好的稳定性，更好地节省能量投入。【专利说明】热稳定性碳酸野酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸CO; 中的应用
本专利技术属于c〇2减排处理领域，具体地设及一种热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺 溶液循环吸收-解吸(A中的应用。
技术介绍
C〇2是引起全球变暖最主要的温室气体。近100多年来，人类的大规模工业化过程 导致温室气体无节制地排入大气，随着森林资源的减少，C〇2含量的上升已经超过植物和海 洋的吸收能力。每年全球大概有240亿吨的C〇2排出，而近40%的排放量都源于世界各国 的发电厂。据统计，中国目前共有S千多座煤炭发电厂（全世界约五千多座），W-个300 兆瓦规模的发电厂为例，其发电效率一般在35%左右，每小时发电105兆瓦，而排放近290 吨二氧化碳（1吨煤燃烧理论上产生3. 67吨二氧化碳，实际产生约2. 34吨二氧化碳）。全 世界每年共排放=百多亿吨二氧化碳，造成了严重的温室效应。因此，二氧化碳的捕捉转化 利用刻不容缓。 采用有效手段回收废气中的C〇2可有效改善温室效应。如何降低捕捉C0 2的成本 W及将其变废为宝，实现其分离回收与综合利用，将成为21世纪最为重要的能源与环境问 题之一。 对于工业上排放的烟气0)2, 一般有=种捕捉方法，即燃烧前捕捉；富氧燃烧W及 燃烧后捕捉，由于前两种捕捉方法成本过高而无法实现商业化，发展较为成熟的燃烧后捕 捉法一般采用吸收法进行脱碳。有机胺法由于吸收量大、设备投入较小、价格较为低廉、可 还原等优势成为当前唯一被商业化的C〇2捕集技术。当前该捕集技术仍存在解吸能耗高、 设备庞大等问题，严重制约着烟气二氧化碳捕集技术的大规模推广。为解决传统捕集过程 成本过高的问题，碳酸酢酶（CA)作为生物催化剂被应用到了该项技术中。CA是已知催化 c〇2水合生成肥03-的速率最快的酶，其催化速率常数能达到10 6s-i。国内外已有许多研究 证明CA能有效促进有机溶剂吸收0)2的效率，但对于CA在解吸上的应用仍然不多。Blais 和Rogers等的研究表明，若在水溶性溶剂（如叔胺等）中加入CA，溶剂的解吸过程就能在 较低温度下进行，即大大降低了 CCU(C〇2 CapUire and化ilization, CCU)所需要的能量。 而当前捕集技术则主要建立在溶剂于两个独立的单元；C〇2吸收塔和C02解析塔之间进行循 环的基础上来吸收C〇2,在循环过程中加入CA同时催化吸收和解吸过程，能降低反应温度从 而减少能耗，但该对酶的稳定性要求较高，包括对高浓度有机胺溶液W及在低温吸收和高 温解吸循环过程中温度等环境的耐受性。国外有加拿大COsSolution Inc发表了一系列专 利，2012年发表的专利CA2803959通过化学修饰碳酸酢酶提高温度稳定性和有机溶剂耐受 性，从而提高MDEA吸收0)2的效率。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺溶 液循环吸收-解吸(A中的应用。 本专利技术应用基因重组表达获得的一种碳酸酢酶（PaCA)在本应用方法中催化有机 胺循环吸收和解吸0)2,应用该酶在有机胺循环吸收和解吸C〇2过程中，具有比较稳定的催 化能力；在本专利技术所述应用中该酶在多次循环之后仍然能保持较好的稳定性，节省能量投 入。 本专利技术的技术方案如下； [000引一种热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸0)2中的应用，所述热 稳定性碳酸酢酶为SEQ ID N0:2所示的氨基酸序列。 根据本专利技术所述热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸0)2中的应 用，该应用的方法为，包括如下步骤： (1)向装有有机胺溶液的反应器内加入所述碳酸酢酶的酶液，加入量为15-75mL/ L有机胺溶液，称量反应器内混合溶液的重量为M0,在25-40°C (C〇2的捕集是低温吸收，高 温解吸，在本专利技术装置条件下常温具有更好的吸收效果）下向所述反应器的混合溶液中通 入C〇2,揽拌，检测抑，至抑值稳定不再变化时对有机胺溶液称重为Ml和量取体积为VI ; 似吸收结束后升高反应器温度至50-100°C开始解吸C〇2,揽拌，检测抑变化，pH 值升高约1. 0时解吸过程结束，对有机胺溶液量取体积为V2 ; [001引 做若VI大于V2,则向步骤似中的有机胺溶液加水至VI体积，然后，对步骤（2) 解吸后的有机胺溶液或该加了水的有机胺溶液称重为M2 ; (4)所述循环吸收-解吸中，吸收的二氧化碳的量为M1-M0,吸收后解吸二氧化碳 量为M1-M2 ; (5)将经步骤（3)解吸后的有机胺溶液降至室温，回收至反应器作为下次吸收的 吸收液，重复步骤（1)-巧），如此循环。 根据本专利技术所述热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸0)2中的应 用，优选的该应用的方法为，包括如下步骤： (1)向装有有机胺溶液的反应器内加入所述碳酸酢酶的酶液，加入量为15-75mL/ L有机胺溶液，在25-40°C下向所述反应器的混合溶液中通入C〇2,揽拌，检测抑，至抑值稳 定不再变化； 似吸收结束后升高反应器温度至50-100°C开始解吸C〇2,揽拌，检测抑变化，pH 值升高约1. 0解吸（注意全文统一，不是解析）过程结束； (3)将经步骤（2)解吸后的有机胺溶液降至室温，回收至反应器作为下次吸收的 吸收液，重复步骤（1)-(3)，如此循环。 根据所述热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸CA中的应用，所 述解吸温度优选为60-80°C。在解吸过程中，温度过低会发生解吸的C〇2被再吸收作用，而 温度过高导致能耗高，资金投入大。 根据所述热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸0)2中的应用，所 述碳酸酢酶在第一次吸收时加入，所述酶液的酶活浓度为32000U/mL。 根据所述热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸(A中的应用， 所述的有机胺溶液选自己醇胺（MEA)、二己醇胺值EA)、甲基二己醇胺（MDEA)、S己醇胺 (TEA)、嗽嗦（P幻中的一种。 所述有机胺溶液浓度为：l-6mol/l，浓度过低吸收量少，而浓度过高传质慢导致吸 收效率低。 根据所述热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸0)2中的应用，优 选的是，所述的有机胺溶液选自己醇胺（MEA)、甲基二己醇胺（MDEA)、嗽嗦（P幻中的一种。 根据所述热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸0)2中的应用，在 所述步骤（1)中每隔5-20min检测抑。 根据所述热稳定性碳酸酢酶在催化有机胺溶液循环吸收-解吸0)2中的应用，在 所述步骤（2)中每隔l-15min检测抑。 根据所述热稳定性碳酸酢酶在催化有机本文档来自技高网...
【技术保护点】
热稳定性碳酸酐酶在催化有机胺溶液循环吸收‑解吸CO2中的应用，所述热稳定性碳酸酐酶为SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：祝俊，余允东，周晓青，张燕，汪浩，龙辉，张敏，陈亭亭，陈风义，
申请(专利权)人：上海立足生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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