用于从气体流中捕获CO2的氨基吸附剂制造技术

一种用于通过使用吸附剂材料(3)的循环吸附/解吸从气体混合物，优选地从环境大气空气(1)、烟气和沼气的至少一者中分离气态二氧化碳的方法，其中所述方法包括至少以下顺序的以及以此顺序重复的步骤(a)至(e)：(a)使所述气体混合物(1)与吸附剂材料(3)接触以允许吸附气态二氧化碳；(b)将所述吸附剂材料(3)与所述流过物分离；(c)引起吸附剂材料(3)的温度的升高；(d)从单元(8)中提取至少解吸的气态二氧化碳，并在单元(8)中或单元(8)下游从水蒸气中分离气态二氧化碳；(e)使吸附剂材料(3)处于至环境大气条件；其中所述吸附剂材料(3)包含固定在固体载体上的伯胺部分和/或仲胺部分，其中胺部分在α

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从气体流中捕获CO2的氨基吸附剂


[0001]本专利技术涉及使用特定的氨基吸附剂的二氧化碳捕获的方法，以及涉及该特定的氨基吸附剂的用途和包括这样的吸附剂的二氧化碳捕获设备。此外，本专利技术涉及相应的吸附剂材料和用于制造其的方法。
现有技术
[0002]根据2017年的OECD报道，每年CO2向大气的排放为约32.5Gt(千吨，或3
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109吨)。
[0003]截至2020年2月，2016年在联合国气候变化框架公约(United Nations Framework Convention on Climate Change，UFCCC)内对巴黎协定进行谈判的196个国家中的除两个国家之外的所有国家已经认可了巴黎协定。该数字的意义在于，关于气候变化的威胁和关于对将全球温度的上升保持在远低于前工业水平以上2摄氏度的全球应对的必要性达成了共识。
[0004]参与对于实现限制CO2向大气中排放以及从大气中除去温室气体的目标提出解决方案的挑战的技术和科学界已经设想了许多技术。根据产生烟气的过程，烟气捕获或者从点源例如特定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通过在单元(8)中使用吸附气态二氧化碳的吸附剂材料(3)的循环吸附/解吸从包含所述气态二氧化碳以及不同于气态二氧化碳的另外的气体的气体混合物，优选地从环境大气空气(1)、烟气和沼气的至少一者中分离所述气态二氧化碳的方法，其中所述方法包括至少以下顺序的以及以此顺序重复的步骤(a)至(e)：(a)在吸附步骤中，通过在环境大气压力条件和环境大气温度条件下使流过物通过所述单元(8)使所述气体混合物(1)与所述吸附剂材料(3)接触以允许至少所述气态二氧化碳吸附在所述吸附剂材料(3)上；(b)将所述单元(8)中吸附有二氧化碳的所述吸附剂材料(3)从所述流过物分离；(c)引起所述吸附剂材料(3)的温度升高至开始CO2的解吸的温度；(d)从所述单元(8)中提取至少解吸的气态二氧化碳，并在所述单元(8)中或所述单元(8)下游从水蒸气中分离气态二氧化碳；(e)使所述吸附剂材料(3)处于环境大气温度条件；其中所述吸附剂材料(3)包含固定在固体载体上的伯胺部分和/或仲胺部分，其中胺部分在α
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碳位上被一个氢和一个非氢取代基(R)取代。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述非氢取代基(R)选自烷基、烯基、芳基烷基、
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C(O)COR2、
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SR2、
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NR2R2、
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OC(O)R2、
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NR2C(O)R2、
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OH、
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SH、
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OR2和
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C(O)NR2R2，所述烷基、烯基、芳基烷基优选地具有1至12个，特别优选地具有1至6个或1至3个碳原子，其中各R2独立地为H或者C1至C10(优选C1至C5或C1至C3)烷基或烯基，优选烷基。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非氢取代基(R)选自甲基或乙基，其中优选地，对于基本上所有伯胺部分和/或仲胺部分所述非氢取代基(R)是相同的，并且选择为甲基。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述吸附剂材料(3)包含伯α
‑
甲基苄基胺部分，其中最优选地，所述吸附剂材料的二氧化碳捕获部分由伯α
‑
甲基苄基胺部分构成。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述吸附剂材料的所述固体载体为多孔或无孔材料，所述的多孔或无孔材料基于有机和/或无机材料，优选基于聚合物材料，优选地选自线性或支化、交联或未交联的聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯、基于丙烯酸酯的聚合物—涵盖PMMA、或其组合的聚合物材料，其中优选地，所述聚合物材料为聚(苯乙烯)类或聚(苯乙烯
‑
共聚
‑
二乙烯基苯)类，纤维素，或者涵盖二氧化硅、氧化铝、活性炭及其组合的无机材料。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述吸附剂材料基于聚苯乙烯材料，优选地基于交联的聚苯乙烯材料，并且最优选地基于聚(苯乙烯
‑
共聚
‑
二乙烯基苯)，所述吸附剂材料优选地在全部材料中或者至少在其表面上或仅在其表面上，至少部分地官能化为或者包含烷基苄基胺部分，优选α
‑
甲基苄基胺部分，其中优选地，所述材料或官能化通过邻苯二甲酰亚胺反应路径或Blanc
‑
Quelet反应路径或者包括至少酰化，优选地Friedel
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Crafts酰化和涉及亲核试剂、基于氮的试剂的官能团相互转化的一系列反应来获得，所述官能团相互转化包括叠氮化、胺化、亚胺化或酰胺化步骤或其组合。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述伯胺部分和/或所述仲胺部分为聚乙烯亚胺结构的一部分，优选地使用2,3
‑
二甲基氮丙啶获得，所述聚乙烯亚胺结构优选
地与固体载体化学和/或物理附接。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(c)包括通过使流过物通过所述单元(8)来注入饱和或过热的水蒸气的流(4)。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述吸附剂材料，优选呈多孔形式，并且具有在0.5m2/g至100m2/g或1m2/g至40m2/g，优选地1m2/g至20m2/g范围内的比BET表面积，所述吸附剂材料呈现整体的形式、一层或复数个层的形式、中空或实心纤维的形式—涵盖在织造或非织造(层)结构中的纤维、或者中空或实心颗粒的形式。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述吸附剂材料呈现颗粒尺寸(D50)在0.002mm至4mm、0.005mm至2mm、0.002mm至1.5mm、0.005mm至1.6mm或0.01mm至1.5mm范围内，优选地在0.30mm至1.25mm范围内的优选基本上球形珠的形式。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(b)包括在保持所述吸附剂中的温度的同时将所述单元(8)中吸附有二氧化碳的所述吸附剂材料(3)从所述流过物分离。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(d)包括从所述单元(8)中提取至少所述解吸的气态二氧化碳，并在所述单元(8)中或所述单元(8)下游通过冷凝从水蒸气中分离气态二氧化碳。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(c)包括引起所述吸附剂材料(3)的温度升高至60℃至110℃的温度，开始CO2的所述解吸。14.吸附剂材料(3)用于特别地利用温度波动过程、真空波动过程或温度/真空波动过程从气体混合物，优选地从环境大气空气(1)、烟气和沼气的至少一者中分离气态二氧化碳，优选地用于直接空气捕获的用途，所述吸附剂材料具有在表面上经能够可逆地结合二氧化碳的氨基官能度官能化的固体载体材料，优选地聚合物载体材料，其中所述吸附剂材料(3)包含固定在固体载体上的伯胺部分和/或仲胺部分，其中胺部分在...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫，
申请(专利权)人：克莱姆沃克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：