一种回收有机胺CO2贫液废液的两段电渗析系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种回收有机胺CO2贫液废液的两段电渗析系统和方法，包括胺液预处理过滤系统、C

【技术实现步骤摘要】
一种回收有机胺CO2贫液废液的两段电渗析系统和方法


[0001]本专利技术属于工业有机废液回收处理
，尤其是涉及一种回收有机胺CO2贫液废液的两段电渗析系统和方法。

技术介绍

[0002]在CO2化学吸收装置中，有机胺吸收CO2发生的反应如式1
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1所示，以MEA为例，机胺分子与CO2发生可逆反应生成氨基甲酸根和质子化胺。然而，由于燃煤烟气中少量杂质，如O2、SO2、NO2等，以及吸收剂中杂质的存在，有机胺吸收剂会与之发生不可逆的化学反应，这些不可逆的反应统称为降解反应。不同降解过程，包括热降解和氧化降解，经常同时发生，产生一系列降解产物，目前文献中报导过的降解产物已达100种以上。
[0003][0004]胺降解产物根据在溶液中是否为电中性分为中性降解产物及热稳定性盐(HSSs)，中性产物包括酰胺、有机酸、咪唑、哌嗪、HEEDA、HEIA、尿素等有机物；而HSSs是由胺及其酸性降解产物和杂质(如有机酸和盐酸) 反应形成的盐，主要有甲酸、乙酸、乙醇酸、草酸、硫酸盐等，在解吸塔中无法再生。试验表明，CO2化学吸收工艺中胺损失率约为 1.6
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3.1kgMEA/tCO2，其中降解造成的损失占35％左右。降解产物，尤其是HSS
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在吸收剂中的积累，不仅导致吸收剂中有机胺的损失，更会导致一系列的运行问题。总的来说，HSSs在吸收剂中的积累会造成以下问题：
[0005]1、降低吸收剂对CO2的吸收能力，使系统整体性能恶化；
[0006]2、粘度增加，传质效率下降，导致溶剂循环成本的增加；
[0007]3、HSSs对设备的腐蚀；
[0008]4、溶液发泡降低气液比表面积。
[0009]CCS工业系统中的HSSs最大允许浓度为0.5wt％(5000ppm)，而装置稳定运行的最佳HSSs浓度应小于500ppm，故脱除热稳定性盐、实现有机胺吸收剂回收利用，对于保证整个CCS系统长期稳定运行具有重大意义。
[0010]电渗析(ED)装置利用阴阳离子交换膜和电场的作用，将阴离子从一个溶液室定向迁移至另一个溶液室。ED作为一种海水淡化技术，自20世纪 50年代以来在海水淡化行业中得到了广泛的应用。ED方法应用于有机胺吸收剂中去除HSSs是由陶氏化学公司在20世纪90年代早期开发的。商用ED装置可以包含数百个堆叠的膜堆，当电压施加在两电极时，正离子和负离子向相反的电极移动，并通过离子交换膜。最终的效果是从进料流中去除电离的阳阴离子，并将它们收集在浓缩室中。目前ED技术已经成功地用于炼油厂的HSSs脱除，但在CO2化学吸收工艺中使用ED技术回收的案例非常少。此外，传统ED装置去除HSS
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的过程中，中性胺降解产物会留在溶液中，一些氨基甲酸酯阴离子和质子化胺会转移而损失，损失率可达近15％
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20％，造成胺液的浪费，产生的高浓缩含胺废液仍需特别处理，增加了处理成本。

技术实现思路

[0011]针对现有技术顶不足，本专利技术提供了一种回收有机胺CO2贫液废液的两段电渗析系统，实现有机胺废液的HSSs脱除，从而进行二次回收利用，得到的净化胺液HSS浓度低于500ppm，克服了传统电渗析回收装置的缺点，胺损失率低，且不产生额外的废液。
[0012]一种回收有机胺CO2贫液废液的两段电渗析系统，包括胺液预处理过滤系统、C
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A均相膜电渗析系统、BP
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A双极膜电渗析系统和CO2回收捕集系统；
[0013]所述的C
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A均相膜电渗析系统包含物料室、C
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A均相膜电渗析装置、 HSSs浓缩废液室和电极液室；所述物料室和C
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A均相膜电渗析装置之间通过管路和第一蠕动泵构成回路；所述的HSSs浓缩废液室和C
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A均相膜电渗析装置之间通过管路和第二蠕动泵构成回路；所述的电极液室和C
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A 均相膜电渗析装置之间通过管路和第三蠕动泵构成回路；
[0014]所述的BP
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A双极膜电渗析系统包含二段进料室、BP
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A双极膜电渗析装置、酸液室和电极液室；所述的二段进料室和BP
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A双极膜电渗析装置之间通过管路和第四蠕动泵构成回路；所述的酸液室和BP
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A双极膜电渗析装置之间通过管路和第五蠕动泵构成回路；所述的电极液室和BP
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A 双极膜电渗析装置之间通过管路和第三蠕动泵构成回路；
[0015]待处理的有机胺CO2贫液废液经过胺液预处理过滤系统后进入C
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A 均相膜电渗析系统的物料室；所述的HSSs浓缩废液室与二段进料室通过一缓冲罐相连；所述缓冲罐的上部通过管路与CO2回收捕集系统连接，所述酸液室生成的酸液通过管路通入所述缓冲罐内。
[0016]优选地，所述有机胺CO2贫液废液中HSS
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离子浓度＞1500ppm，电导率应＞8.0ms/cm，该贫液废液经贫液冷却器后部分进入该系统循环至 HSS
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离子浓度＜500ppm，电导率＜2.0ms/cm后流回CO2化学吸收系统进行循环
[0017]优选地，所述缓冲罐中解吸产生的CO2经由CO2回收捕集系统加压后送入CO2化学吸收系统的纯化CO2管路，进一步压缩液化储存。
[0018]本专利技术还提供了一种回收有机胺CO2贫液废液的方法，使用上述两段电渗析系统，包括以下步骤：
[0019]步骤1，有机胺CO2贫液废液通过胺液预处理过滤系统去除固体杂质后，分别通入C
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A均相膜电渗析系统的物料室和HSSs浓缩废液室，开启 C
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A均相膜电渗析系统的直流电源和第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵；物料、HSSs浓缩废液以及电极液开始循环，物料中富含的HSS
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通过阴离子交换膜进入HSSs浓缩废液室，物料室的HSS
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浓度持续降低，待物料室的HSS
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浓度＜500ppm后，物料被送回CO2化学吸收系统循环；
[0020]步骤2，产生的HSSs浓缩废液被送入缓冲罐，加入过量酸液后送入 BP
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A双极膜电渗析系统的二段进料室及酸液室，开启BP
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A双极膜电渗析系统的直流电源和第三蠕动泵、第四蠕动泵、第五蠕动泵进行循环；双极膜产生的OH
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和H+分别进入二段进料室(6)和酸液室，二段进料室的 HSS
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通过阴离子交换膜进入酸液室，二段进料室的HSS
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浓度持续降低，待二段进料室的HSS
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浓度＜500ppm后，通过管路送入C
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A均相膜电渗析系统的物料室，后续送回CO2化学吸收系统循环，酸液室中产生的酸用于缓冲罐以及后续膜堆清洗。
[0021]进一步地，所述C
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收有机胺CO2贫液废液的两段电渗析系统，其特征在于，包括胺液预处理过滤系统、C
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A均相膜电渗析系统、BP
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A双极膜电渗析系统和CO2回收捕集系统；所述的C
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A均相膜电渗析系统包含物料室(2)、C
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A均相膜电渗析装置(3)、HSSs浓缩废液室(4)和电极液室(9)；所述物料室(2)和C
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A均相膜电渗析装置(3)之间通过管路和第一蠕动泵(11)构成回路；所述的HSSs浓缩废液室(4)和C
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A均相膜电渗析装置(3)之间通过管路和第二蠕动泵(12)构成回路；所述的电极液室(9)和C
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A均相膜电渗析装置(3)之间通过管路和第三蠕动泵(13)构成回路；所述的BP
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A双极膜电渗析系统包含二段进料室(6)、BP
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A双极膜电渗析装置(7)、酸液室(8)和电极液室(9)；所述的二段进料室(6)和BP
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A双极膜电渗析装置(7)之间通过管路和第四蠕动泵(14)构成回路；所述的酸液室(8)和BP
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A双极膜电渗析装置(7)之间通过管路和第五蠕动泵(15)构成回路；所述的电极液室(9)和BP
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A双极膜电渗析装置(7)之间通过管路和第三蠕动泵(13)构成回路；待处理的有机胺CO2贫液废液经过胺液预处理过滤系统后进入C
‑
A均相膜电渗析系统的物料室(2)；所述的HSSs浓缩废液室(4)与二段进料室(6)通过一缓冲罐(5)相连；所述缓冲罐(5)的上部通过管路与CO2回收捕集系统连接，所述酸液室(8)生成的酸液通过管路通入所述缓冲罐(5)内。2.根据权利要求1所述的回收有机胺CO2贫液废液的两段电渗析系统，其特征在于，所述缓冲罐(5)中解吸产生的CO2经由CO2回收捕集系统加压后送入CO2化学吸收系统的纯化CO2管路，进一步压缩液化储存。3.一种回收有机胺CO2贫液废液的方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的两段电渗析系统，包括以下步骤：步骤1，有机胺CO2贫液废液通过胺液预处理过滤系统去除固体杂质后，分别通入C
‑
A均相膜电渗析系统的物料室(2)和HSSs浓缩废液室(4)，开启C
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A均相膜电渗析系统的直流电源和第一蠕动泵(11)、第二蠕动泵(12)、第三蠕动泵(13)；物料、HSSs浓缩废液以及电极液开始循环，物料中富含的HSS
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通过阴离子交换膜进入HSSs浓缩废液室(4)，物料室(2)的HSS...

【专利技术属性】
技术研发人员：方梦祥，王玉玮，夏芝香，王涛，王勤辉，骆仲泱，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：