一种固体氢氧化镁低温捕获二氧化碳的方法技术

一种固体氢氧化镁低温捕获二氧化碳的方法，涉及二氧化碳的捕获。将氢氧化镁和离子液体混合均匀，装入高压吸附器中；将高压二氧化碳通入高压吸附器中，氢氧化镁对二氧化碳进行化学吸附捕获二氧化碳；对捕获了二氧化碳的吸附剂与离子液体进行分离，离子液体回用。在较低温度（＜100℃）下，在离子液体辅助下，氢氧化镁对二氧化碳进行化学吸附，该温度比现有技术低很多，因此具有明显的能耗优势；离子液体的参与可以极大提高化学吸附速率，其中化学吸附剂氢氧化镁的吸附转化率可以高达84%（80℃、15MPa、1h），尚没有文献能达到这样高的吸附转化率；离子液体可以方便实现循环利用，是一种绿色化学工艺。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，涉及二氧化碳的捕获。将氢氧化镁和离子液体混合均匀，装入高压吸附器中；将高压二氧化碳通入高压吸附器中，氢氧化镁对二氧化碳进行化学吸附捕获二氧化碳；对捕获了二氧化碳的吸附剂与离子液体进行分离，离子液体回用。在较低温度（＜100℃）下，在离子液体辅助下，氢氧化镁对二氧化碳进行化学吸附，该温度比现有技术低很多，因此具有明显的能耗优势；离子液体的参与可以极大提高化学吸附速率，其中化学吸附剂氢氧化镁的吸附转化率可以高达84%（80℃、15MPa、1h），尚没有文献能达到这样高的吸附转化率；离子液体可以方便实现循环利用，是一种绿色化学工艺。【专利说明】
本专利技术涉及二氧化碳的捕获，尤其是涉及。
技术介绍
随着现代工业的发展，以及汽车的大量使用，二氧化碳的排放量日益增加。目前，大气中二氧化碳浓度的不断增加，已经引起了显著的温室效应，并造成各种气候变化。为了应对这一情况，很多国家及地区都着手对温室气体减排进行研究，而采用一定技术对排放废气中的二氧化碳进行捕获并封存(⑶203的证6 3仏^如以阴，简称⑶幻是目前国际上公认的最主要的温室气体减排“去碳”途径。现有的二氧化碳分离和捕获技术主要有:化学物理吸收法、物理化学吸附法、低温蒸馏法、膜分离法、深冷处理法等〔费维扬，艾宁，陈健，.化工进展，2005，24(1”。这些方法虽然都能在一定程度上降低二氧化碳排放，并得到了一定的发展，但在实际应用中还存在各种问题，要么成本太高(特别是能耗过高),要么规模小、耗碳量少，要么存在较大的安全风险等，最终都无法担当二氧化碳减排的主角。二氧化碳减排的另外一个重要方面是对二氧化碳的处置。除了回收利用外，目前对于大规模的二氧化碳主要的减量技术有两种:即地质封存法(封存于大陆地底深层或深海海底床层)和二氧化碳矿物固化法。地质封存备受关注，2007年，等8.，80111^017, 0.，81'&了.，0111-1-1188,尺.，只0110界已7，8.，卩.，&0.1.(2007).00281:0^8^6 00,^3.01^ 6 81:111181:1011:161:110(1010^7 已打己1011&1了011111511 0？ (^66111101186 6^8 0)111:1X11，1 (4)，430-443.)提出采用不同的地下区域作为二氧化碳储置的最终场所，将二氧化碳注入10000深的油气田孔隙、咸水层、废弃煤井或深海海床中封存起来。虽然这种方法可以封存大量二氧化碳，然而从实际储置观点而言，不论是实行陆地储置或海洋储置方式，都将面临适当储置场址不易获得，以及大量二氧化碳长期储置过程中，二氧化碳会与地层中原有的岩石、地下水发生化学反应，影响地质结构的长期稳定，甚至可能诱发地震，且其对周遭环境可能造成冲击的因素无法有效掌握等问题。1990 年，361打11:2 (1.002(1181)0881 67 咖&仙 0？ 81110^1:68.版11:111*6，1990，345，486)首次提出采用矿化作用固定二氧化碳七11111161^112211:1011，简称031)的概念。一般可将二氧化碳的矿物固化法定义为二氧化碳通过与矿物化合物(含镁或钙的化合物)进行反应，从而固化于矿物中，从而达到捕获或封存的目的。矿化作用本身也是广泛存在于自然界，它是一个自发放热过程，作用缓慢，通过该过程，二氧化碳可稳定固化达于矿石中，自然储置达百万年之久。自然过程中的矿化反应为: ⑷ + (?) ^ \1^1003 ⑷ + ?8；02 ⑷ + /1-^0 (1/?) (1)其中，1代表啦，(?或？6 ；采用矿物固化捕获或封存二氧化碳，首先需面临矿物原料选择的问题，已有大量的文献采用氧化钙或者氢氧化钙进行研究，这些钙基吸附剂也表现出较好的连续碳化转化率以及反应速率80, 11111 ￡(1(116 1&11.Screening of C02adsorbing materials for zero emission power generation systems.Energy&fuels2007, 21，426-434)，采用该法对废气中二氧化碳进行捕获或短期固化储存有一定意义，但自然界中钙矿主要是以碳酸盐形式存在，而日常使用的氧化钙或者氢氧化钙其来源就为较为便宜的碳酸钙矿物-石灰石。因此对于真正意义上的二氧化碳的固定及封存，选用钙基吸附剂显然是不合适的。况且，即使从二氧化碳捕获或短期固化储存的角度出发，采用钙基吸附剂也有很大缺陷，因为钙基吸附剂碳化后产物的碳酸盐较稳定，对吸附剂进行再生，或对二氧化碳储存后释放需要投入很高的能耗及花费(Dasgupta，D.，Mondal, K., &ffiltowski, T.(2008).Robust, high reactivity and enhanced capacity carbondioxide removal agents for hydrogen production applications.1nternationalJournal of Hydrogen Energy,33 (I),303-311.;Senthoorselvan, S., Gleis, S., Hartmut, S.,Yrjas, P., &Hupa, M.(2009).Cyclic carbonation calcination studies of limestoneand dolomite for CO2Separation from combustion flue gases—article n0.011801.Journal of Engineering for GasTurbines and Power, 131 (I).)。另一方面，地球上可开采的富镁型(一般为蛇纹岩和橄榄石)矿石比钙矿更多，且大多数并不是以碳酸盐的形式存在。特别是富镁型矿石含有较多的氢氧化物层(如水镁石和蛇纹岩)，极适合用于二氧化碳的捕获或封存。此外，需要特别指出，富镁型矿石甚至比煤的储量还多(?10000Gt)。从燃烧煤产生的二氧化碳层面上，这些矿石原料完全足够用作二氧化碳的捕获(Lackner，K.S., Wendt, C.H., Butt, D.P., Joyce Jr, E.L., &Sharp, D.H.(1995).Carbon dioxidedisposal in carbonate minerals.Energy, 20(11)，1153-1170.X当然，目前二氧化碳的矿化封存还未得到较大范围的应用，其关键点在于如何解决其反应速率和反应速率的问题。自然界中矿化过程是非常缓慢的，无法自发的固化并控制不断增长的二氧化碳含量。目前，在二氧化碳矿化封存领域的很多研究都在尝试提高反应速率，但是这些尝试无论在能耗上还是经济上都需要较大的花费。至今反应动力学问题仍然是该方法实现大规模应用的最大障碍。芬兰有个研究课题组曾提出，虽然在此种方法工业化之前需要投入更多的研究和较大的转变，但是该反应的放热性，原料的广泛存在以及该方法的安全、无泄漏和对二氧化碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体氢氧化镁低温捕获二氧化碳的方法，其特征在于包括以下步骤：1）将氢氧化镁和离子液体混合均匀，装入高压吸附器中；2）将高压二氧化碳通入高压吸附器中，氢氧化镁对二氧化碳进行化学吸附捕获二氧化碳；3）对捕获了二氧化碳的吸附剂与离子液体进行分离，离子液体回用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，张晓立，王立新，王宏涛，苏玉忠，洪燕珍，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：