一种同时高效脱除沼气中高含量H2S和CO2的复合型吸收液制造技术

本发明专利技术涉及一种从高含H2S和CO2的沼气中同时高效脱除H2S和CO2的吸收液。吸收液由主剂、助剂、缓蚀剂、消泡剂和去离子水五部分构成。其中主剂的总质量分数为10％‑55％、助剂的质量分数为2％‑20％、缓蚀剂质量分数0.1％‑0.5％、消泡剂质量分数0.1％‑0.5％、余量为去离子水；本发明专利技术的吸收剂具有高效且同时脱除沼气中H2S和CO2的特点，与传统醇胺吸收液相比具有酸性气吸收容量大，H2S和CO2的吸收速率快，再生性能好等特点，可有助于沼气净化的节能降耗。

A compound absorption liquid for simultaneous removal of high content H2S and CO2 in biogas

The present invention relates to an absorbent solution for simultaneous removal of H2S and CO2 from biogas at high H2S and CO2 levels. The absorption liquid consists of five parts: main agent, auxiliaries, corrosion inhibitor, defoamer and deionized water. The total mass fraction of the main agent is 10%55%, the mass fraction of the auxiliary agent is 2%20%, the mass fraction of the corrosion inhibitor is 0.1%0.5%, the mass fraction of the defoamer is 0.1%0.5%, and the remainder is deionized water; The absorbent of the invention has the characteristics of high efficiency and simultaneous removal of H2S and CO2 from biogas, and is compared with the traditional alcohol amine absorption liquid phase. It has the characteristics of large acid gas absorption capacity, fast absorption rate of H2S and CO2, and good regeneration performance, which can help to save energy and reduce consumption of biogas purification.

【技术实现步骤摘要】
一种同时高效脱除沼气中高含量H2S和CO2的复合型吸收液
本专利技术涉及一种用于同时高效脱除沼气中高浓度的CO2和H2S的吸收液，属于气体净化领域。
技术介绍
为了满足沼气进入燃气管网的标准(H2S≤15mg/m3,CO2≤3％v/v)，研究一种高效的同时脱除沼气中CO2和H2S的溶剂显得尤为重要。虽然各类醇胺(工业上主要使用的MEA、DEA等醇胺)在吸收CO2和H2S方面有着各自的优点，但也存在腐蚀性强、易降解变质、易发泡、再生能耗高等问题，同时对环境造成污染。MDEA脱碳溶剂可避免上述伯胺和仲胺在处理沼气中CO2和H2S存在的缺陷，且MDEA与H2S的反应速率较快，但其与CO2的反应速率较慢，致使使用MDEA同时高效脱除沼气中高含量的CO2和H2S时整体效果较差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种复合型的同时高效脱除沼气中高含量硫化氢和二氧化碳的吸收液配方。本专利技术所述的吸收液特别对二氧化碳含量较高(35％～45％v/v)而硫化氢含量相对较低(5000～12000ppm)的沼气脱除效果显著，且具有较高的脱除速率和吸收容量。为了实现上述目的，本专利技术采用如下配方：一种高效的同时脱除沼气中高含量硫化氢和二氧化碳的吸收液，其特征在于，由以下质量分数的原料制得：主剂10％-45％、助剂5％-20％、缓蚀剂0.05％-0.5％、消泡剂0.05％-0.5％、余量为去离子水。所述主剂选自一乙醇胺(MEA)，二乙醇胺(DEA)，羟乙基乙二胺(AEEA)，2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)中的一种或多种。其中，各物质作为主剂时在总吸收剂中优选如下质量分数：一乙醇胺MEA5％-30％，二乙醇胺DEA5％-20％，羟乙基乙二胺AEEA15％-25％，2-氨基-2-甲基-1-丙醇AMP3％-20％。所述助剂选自N-甲基二乙醇胺(MDEA)、哌嗪(PZ)、环丁砜(TMS)中的一种或几种；优选助剂中至少含有N-甲基二乙醇胺。其中，各物质作为助剂时在总吸收剂中质量分数如下：N-甲基二乙醇胺MDEA5％-20％、哌嗪PZ1％-8％、环丁砜TMS5％-10％。优选地，所述主剂和助剂质量之和占吸收液总质量的20％-55％，优选25-50％。优选地，所述吸收液中含有如下重量份的组分：主剂20-40％、助剂5％-20％。作为本专利技术优选的，所述吸收液中含有如下质量分数的组分：主剂MEA10-25％，助剂MDEA10-20％，助剂PZ3-8％；或者，所述吸收液中含有如下质量分数的组分：主剂MEA5-15％，主剂DEA15-25％，助剂MDEA5-15％；或者，所述吸收液中含有如下质量分数的组分：主剂DEA10-20％，主剂AEEA10-20％，助剂MDEA5-15％等。所述消泡剂为庚醇；所述缓蚀剂为偏钒酸钠。本专利技术的吸收剂具有高效且同时脱除沼气中H2S和CO2的特点，与传统醇胺吸收液相比具有酸性气吸收容量大，H2S和CO2的吸收速率快，再生性能好等特点，可有助于沼气净化的节能降耗。本专利技术还提供上述吸收液脱除沼气外其它气体中二氧化碳和硫化氢的应用，所述其它气体为天然气、煤层气、页岩气等。本专利技术技术方案的优点在于，针对沼气中高含量的硫化氢和二氧化碳，本专利技术所述的吸收液配方，不但可以同时吸收沼气中的硫化氢和二氧化碳，还对硫化氢和二氧化碳有较高的吸收速率和较大的吸收容量。该吸收液同时具有不易降解、酸气吸收容量高，性质稳定、再生能耗低等优点。附图说明图1为沼气净化吸收流程图。图2为依据配方方案选取的部分吸收剂对该沼气中CO2和H2S酸气的吸收速率比较图，其中市售参比剂的胺液总质量分数为45％。该图仅用于说明该配方的优越性而非限定于图中所述的配方方案。具体实施方式沼气净化吸收实验流程如图1所示，厌氧消化产生的沼气经沼气压缩机干燥加压后，通过质量流量计计量进入高压反应釜，与釜内预置的吸收液进行吸收反应，净化后的沼气经冷凝后进入沼气分析仪分析，然后进入湿式气体流量计计量，通过计算吸收饱和后质量流量计的累计流量与湿式流量计的流量差值来计算吸收液的化学吸收量和吸收容量。吸收实验时的反应条件：反应温度为40℃，反应釜搅拌转速200转/min，进气流量3.6L/min，釜内吸收液1.2L，实验压力0.1MPa。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例待处理沼气组成见表1。表1分析项目单位结果CH4v/v60％CO2v/v39.5％H2Sv/v8000ppmvCOv/v0.01％O2v/v0.05％实施例1-9的具体配方如下，结果见图2。实施例1配方：MEA25％，MDEA15％，PZ5％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为41.24mol/L。实施例2配方：MEA20％，DEA25％，MDEA10％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为38.75mol/L。实施例3配方：DEA25％，MDEA20％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为29.88mol/L。实施例4配方：MEA20％，DEA5％，MDEA12％，PZ8％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为43.58mol/L。实施例5配方：AEEA25％，MDEA15％，TMS10％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为38.2mol/L。实施例6配方：AMP25％，MDEA20％，PZ10％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为36.6mol/L。实施例7配方：AMP25％，MDEA15％，PZ5％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为39.8mol/L。实施例8配方：AMP25％，MDEA5％，PZ5％，TMS10％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为40.4mol/L。实施例9配方：DEA15％，AEEA15％，MDEA10％，PZ5％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为38.4mol/L。对比例1配方：DEA35％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为21.85mol/L。对比例2配方：MDEA45％，缓蚀剂偏钒酸钠0.2％，消泡剂庚醇0.2％，余量为水。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为16.52mol/L。对比例3配方：采用市售吸收剂，其总胺质量分数为45wt％。实验结果：吸收容量(CO2+H2S)为36.2mol/L。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效的同时脱除沼气中高含量硫化氢和二氧化碳的吸收液，其特征在于，由以下质量分数的原料制得：主剂10％‑45％、助剂5％‑20％、缓蚀剂0.05％‑0.5％、消泡剂0.05％‑0.5％、余量为去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种高效的同时脱除沼气中高含量硫化氢和二氧化碳的吸收液，其特征在于，由以下质量分数的原料制得：主剂10％-45％、助剂5％-20％、缓蚀剂0.05％-0.5％、消泡剂0.05％-0.5％、余量为去离子水。2.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于，所述主剂选自一乙醇胺，二乙醇胺，羟乙基乙二胺，2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的吸收液，其特征在于，作为主剂，下述物质在总吸收剂中质量分数如下：一乙醇胺MEA5％-30％，二乙醇胺DEA5％-20％，羟乙基乙二胺AEEA15％-25％，2-氨基-2-甲基-1-丙醇AMP3％-20％。4.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于，所述助剂选自N-甲基二乙醇胺、哌嗪、环丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：于光林，汪诚文，李艳，赵雪锋，王欣，
申请(专利权)人：北京国环清华环境工程设计研究院有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11