捕集废气中CO2的相变吸收剂制造技术

本发明专利技术提供一种捕集废气中CO2的相变吸收剂。所述捕集废气中CO2的相变吸收剂由醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂以及水组成，且在所述捕集废气中CO2的相变吸收剂中醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂、水的质量比为(15％～20％):(5％～10％):(0.01％～0.1％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.1％):(70％～80％)。所述捕集废气中CO2的相变吸收剂能增大CO2的吸收容量、提高CO2的捕集率、降低对设备的腐蚀速率、提高自身稳定性、降低再生温度、降低再生能耗、提高降解效果。

【技术实现步骤摘要】
捕集废气中CO2的相变吸收剂
本专利技术属于气体分离
，具体涉及一种捕集废气中CO2的相变吸收剂。
技术介绍
烟气CO2捕集技术是将CO2从燃料燃烧后的烟道气中分离出来，实现CO2富集的工艺方法。普通烟气的压力小体积大，CO2浓度低，而且含有大量的N2，因此捕获系统庞大同时耗费大量的能源。目前CO2的捕集技术众多，主要包括物理吸收法、物理化学吸收法、化学吸收法、变压吸附法、膜分离法和和低温分离法等。在众多二氧化碳捕获技术中，最成熟的技术是吸收法。其中，化学溶剂吸收法是目前仅有的已进入工业规模试验的技术，它省去了对现有燃烧技术和相关设施的改造，可直接使用液态溶剂捕获分离CO2。化学吸收法的原理是：低温下吸收剂与CO2发生化学反应将其吸收，然后加热使饱和吸收剂发生逆反应将CO2解吸出来，其中解吸的作用是回收CO2，同时再生吸收剂(恢复吸收剂的能力)。该法适用于CO2分压较低，净化度要求高的情况，但是由于吸收过程中吸附剂与CO2发生化学变化，往往需要加热才能再生，因此CO2吸收剂再生的能耗需求、蒸汽成本和运行过程降解损耗是化学吸收法工艺中一个无法回避的问题，也是脱碳成本的重要来源之一。从上个世纪30年代开始，应用于CO2捕集技术的化学吸收剂经历了三代发展，从一代的MEA、DEA、MDEA等吸收剂到二代的AEEA、DEEA、PZ等复合胺吸收剂，再到相变吸收剂(两相吸收剂)、无水吸收剂、离子液体等三代吸收剂，这使得CO2吸收剂的再生能耗从5.0GJ/tCO2降低到2.8GJ/tCO2，但仍旧存在吸收剂综合脱碳能力低，腐蚀性强、易起泡，解吸能耗较高、再生温度高、抗氧化降解能力不强的问题。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种捕集废气中CO2的相变吸收剂，其能增大CO2的吸收容量、提高CO2的捕集率、降低对设备的腐蚀速率、提高自身稳定性、降低再生温度、降低再生能耗、提高降解效果。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种捕集废气中CO2的相变吸收剂，其由醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂以及水组成，且在所述捕集废气中CO2的相变吸收剂中醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂、水的质量比为(15％～20％):(5％～10％):(0.01％～0.1％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.1％):(70％～80％)。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术的捕集废气中CO2的相变吸收剂能增大CO2的吸收容量、提高CO2的捕集率、降低对设备的腐蚀速率、提高自身稳定性，从而可以高效地捕集废气中体积压力小、浓度低的CO2；同时本专利技术的捕集废气中CO2的相变吸收剂还能降低再生温度、降低再生能耗、提高解吸效果，其再生能耗较常规吸收剂降低明显。说明书附图图1是在1000Nm3/dCO2捕集连续测试中的试实验装置。其中，附图标记说明如下：1-废气进口；2-吸收塔；3-富液泵；4-相分离器；5-再生相泵；6-贫富液换热器；7-加热器；8-解析塔；9-搅拌器；10-贫液泵；11-冷却器；12–配液槽；13-废气出口；14-再生相泵；15-水冷器；16-气液分离器；17-CO2出口；18-水冷器；19-气液分离器；20-CO2出口；21-洗涤水进；22-洗涤水出；23-热流进；24-热流出；25-热流进；26-热流出。具体实施方式下面详细说明根据本专利技术的捕集废气中CO2的相变吸收剂。根据本专利技术的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其由醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂以及水组成；所述捕集废气中CO2的相变吸收剂中醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂、水的质量比为(15％～20％):(5％～10％):(0.01％～0.1％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.1％):(70％～80％)。在本专利技术的捕集废气中CO2的相变吸收剂中，醇胺类吸收剂所占的比重较大，且吸收CO2的量大，是吸收和解吸废气中的CO2的主体吸收剂，而胺类吸收剂所占的比重相较于醇胺类吸收剂稍低，且吸收CO2量小，是吸收和解吸废气中的CO2的辅助吸收剂。本专利技术的捕集废气中CO2的相变吸收剂与废气中的CO2接触时会发生反应，醇胺类吸收剂可与CO2反应生成氨基碳酸盐，胺类吸收剂可与CO2反应生成氨基羧酸盐，氨基碳酸盐溶液与氨基羧酸盐溶液不相溶，因此随着反应的进行会逐渐发生两相分离，即比重相对较大的醇胺类吸收剂吸收多量CO2生成的氨基碳酸盐溶液(吸收了多量CO2以至达到饱和)与比重相对较小的胺类吸收剂吸收少量CO2生成的氨基羧酸盐溶液发生两相分离，然后将含多量CO2的氨基碳酸盐溶液(不可避免的会有含少量CO2的氨基羧酸盐溶液)输送至解吸塔进行解吸，可以显著地减少进入解吸塔中的液体流量，进而可降低CO2的再生温度并减少CO2的再生能耗。此外，在CO2解吸过程中，随着解吸的进行，再生的醇胺类吸收剂和胺类吸收剂还可利用自身的自萃取作用(即，再生的醇胺吸收剂可萃取氨基碳酸盐溶液中的醇胺吸收剂，再生的胺吸收剂可萃取氨基羧酸盐溶液中的胺吸收剂)加速CO2解吸过程的进行，从而可进一步降低CO2的再生能耗。优选地，所述醇胺类吸收剂选自乙醇胺、二乙醇胺、戊二醇胺、二乙基乙醇胺、2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、1,3-二氨基丙烷、吗啉、叔丁胺基乙氧基乙醇、N,N-二乙基乙醇胺、甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、叔丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中的一种或几种。优选地，所述胺类吸收剂选自异丙胺、正丁胺、正戊胺、异戊胺、二异丁胺、异丁胺、乙胺、丙胺、二仲丁胺、二苯胺、3-甲氨基丙胺、1,4-丁二胺、N,N-二甲基丁胺、N-甲基环己胺、N,N-二异丙基乙胺、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、二异辛胺、异辛胺、二正丙胺、三正丙胺、对硝基苯胺、N,N-二甲基环己胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、哌嗪中的一种或几种。本专利技术的捕集废气中CO2的相变吸收剂中的纳米颗粒可以起到强化气液传质的作用，即纳米颗粒可以作微颗粒反应中心，能够有效地提高捕集废气中CO2的相变吸收剂的导热系数，增强捕集废气中CO2的相变吸收剂的传热速率，加快捕集废气中CO2的相变吸收剂与CO2之间的反应速率，从而增加CO2的吸收容量和捕集率。球形颗粒的表面积与其直径的平方成正比，球形颗粒的体积与其直径的立方成正比，故球形颗粒的比表面积(表面积/体积)与其直径成反比。随着球形颗粒的直径逐渐变小，其比表面积将会逐渐增加，当球形颗粒的直径减小到纳米级时(此时的球形颗粒通常被称为纳米颗粒)，不仅会引起纳米颗粒表面原子数迅速增加，而且纳米颗粒的表面积、表面能都会迅速增加，这主要是由于处于纳米颗粒表面的原子数较多，而其表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同所引起的，当纳米颗粒表面的原子数增多时，组成纳米颗粒的所有原子几乎全部分布在表面，因此表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性质，易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很大的化学活性，球形颗粒的微粒化伴有这种活性表面原子的增多，其表面能大大增加。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述捕集废气中CO2的相变吸收剂由醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂以及水组成；所述捕集废气中CO2的相变吸收剂中醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂、水的质量比为(15％～20％):(5％～10％):(0.01％～0.1％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.1％):(70％～80％)。

【技术特征摘要】
1.一种捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述捕集废气中CO2的相变吸收剂由醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂以及水组成；所述捕集废气中CO2的相变吸收剂中醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂、水的质量比为(15％～20％):(5％～10％):(0.01％～0.1％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.1％):(70％～80％)。2.根据权利要求1所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述醇胺类吸收剂选自乙醇胺、二乙醇胺、戊二醇胺、二乙基乙醇胺、2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、1,3-二氨基丙烷、吗啉、叔丁胺基乙氧基乙醇、N,N-二乙基乙醇胺、甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、叔丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述胺类吸收剂选自异丙胺、正丁胺、正戊胺、异戊胺、二异丁胺、异丁胺、乙胺、丙胺、二仲丁胺、二苯胺、3-甲氨基丙胺、1,4-丁二胺、N,N-二甲基丁胺、N-甲基环己胺、N,N-二异丙基乙胺、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、二异辛胺、异辛胺、二正丙胺、三正丙胺、对硝基苯胺、N,N-二甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆诗建，李清方，张建，张新军，陆胤君，于惠娟，韩冰，刘海丽，王书平，高丽娟，王辉，庞会中，刘东杰，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化节能环保工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11