基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂及其制备方法技术

本申请公开了一种基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂，涉及二氧化碳捕集技术领域，包括以下按重量百分比计的组份：活性炭与碳纳米管24

【技术实现步骤摘要】
基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂及其制备方法


[0001]本申请涉及二氧化碳捕集
，尤其是涉及基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]化石能源给人类社会提供了方便高效获取能量的方式，但同时也带来了越来越大的二氧化碳排放量，导致气候问题日益严重。二氧化碳捕集技术地利用是大规模降低碳排放最为有效的途径之一。化学吸收法是目前应用最成熟的碳捕集方法。利用吸收剂在特定条件下与二氧化碳反应生成不稳定的盐类，然后改变温度和压力等条件使得盐类分解，完成吸收剂再生和二氧化碳捕集储存。有机胺是工业上常用的应用于碳捕集的化学吸收剂之一，其与二氧化碳通过在低温的吸收塔中生成氨基酸盐或碳酸盐类，在高温的再生塔中解吸二氧化碳，吸收剂复原完成再生。
[0003]在实际生产过程中常见的问题：由于吸收塔温度分布不均匀，导致吸收效果不能达到预期；再生塔中水分含量过多导致再生能耗过高影响经济效益。常见解决方法为通过复配不同种类的有机胺，但是从目前的工业装置表现来看还是存在能耗过高和吸收效率低等问题。因此亟需开发一种新型吸收剂。

技术实现思路

[0004]为了解决上述至少一种技术问题，开发一种降低能耗与提升吸收效率的二氧化碳吸收剂，本申请提供基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂及其制备方法。
[0005]一方面，本申请提供的一种基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂，包括以下按重量百分比计的组份：活性炭与碳纳米管24
‑
38％、去离子水34.6
‑
50.2％、萘磺酸盐0.8
‑
1.5％、有机胺25
‑
30％。
[0006]通过采用上述技术方案，以有机胺为主体，加入活性炭与纳米碳管来增加反应的比表面积，以及改变有机胺分子在体系内的有序分布，从而降低再生能耗以及提高二氧化碳的吸收效率；萘磺酸盐一端为非极性的萘环结构，另一端为极性的萘磺酸结构，使得液态体系中分子的极性官能团与非极性官能团的排列方向能够在固体(活性炭与纳米碳管)表面有序分布，利于后续化学吸附进行化学反应。
[0007]可选的，包括以下按重量份数计的组份：包括以下按重量百分比计的组份：活性炭与碳纳米管28
‑
32％、去离子水39.8
‑
45％、萘磺酸盐1
‑
1.2％、有机胺26
‑
28％。
[0008]所述活性炭与碳纳米管的总重量与有机胺的重量比设置在1
‑
1.14:1。
[0009]通过采用上述技术方案，提高活性炭与碳纳米管的总重量，减少体系中水的比例，提高吸收效率，同时不会对吸附能力造成过多影响。
[0010]可选的，所述碳纳米管的重量占活性炭与碳纳米管总重量的5％
‑
15％。
[0011]通过采用上述技术方案，增加反应的比表面积以及改变有机胺分子在体系内的有序分布时，如果纳米碳管的添加量过少，效果就会很差，但是纳米碳管的价格很贵，添加量
过多会造成成本过高，不适合实际大范围应用；碳纳米管的重量控制在占活性炭与碳纳米管总重量的5％
‑
15％区间内，对吸收剂体系的增幅较高。
[0012]可选的，所述活性炭的粒径大小不超过150μm，且不超过65μm的占比不低于80％。
[0013]可选的，所述有机胺采用乙醇胺、甲基二乙醇胺以及二乙烯三胺中的一种或多种组合。
[0014]可选的，所述萘磺酸盐采用萘磺酸甲醛缩聚物。
[0015]第二方面，本申请提供了上述基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1、将活性炭和碳纳米管加入至去离子水中，搅拌均匀；
[0017]S2、加入萘磺酸盐，搅拌均匀；
[0018]S3、加入有机胺溶液，开启搅拌机以100
‑
200r/min进行搅拌，至分散体系混合均匀；
[0019]S4、提高搅拌转速至800
‑
1200r/min，搅拌12
‑
18min。
[0020]可选的，所述S1中，将活性炭和碳纳米管加入至80
‑
90％的去离子水中；剩余10
‑
20％去离子水与S2中的萘磺酸盐配成萘磺酸盐溶液。
[0021]可选的，所述S1以及S2中，对溶液进行超声处理。
[0022]综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
[0023]1.本申请以有机胺为主体，加入活性炭与纳米碳管来增加反应的比表面积，以及改变有机胺分子在体系内的有序分布，从而降低再生能耗以及提高二氧化碳的吸收效率；
[0024]2.本申请通过添加萘磺酸盐，萘磺酸盐一端为非极性的萘环结构，另一端为极性的萘磺酸结构，使得液态体系中分子的极性官能团与非极性官能团的排列方向能够在固体(活性炭与纳米碳管)表面有序分布，利于后续化学吸附进行化学反应。
具体实施方式
[0025]以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
[0026]本申请设计了一种基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂，包括以下按重量百分比计的组份：活性炭与碳纳米管24
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38％、去离子水34.6
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50.2％、萘磺酸盐0.8
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1.5％、有机胺25
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30％。
[0027]申请人考虑到目前二氧化碳吸收剂的再生能耗过高、吸收效率偏低的情况，对现有的有机胺类二氧化碳吸收剂进行改进；申请人以有机胺为主体，加入活性炭与纳米碳管来增加反应的比表面积，以及改变有机胺分子在体系内的有序分布，从而降低再生能耗以及提高二氧化碳的吸收效率。
[0028]进一步的，申请人通过在体系中加入萘磺酸盐，萘磺酸盐一端为非极性的萘环结构，另一端为极性的萘磺酸结构，使得液态体系中分子的极性官能团与非极性官能团的排列方向能够在固体(活性炭与纳米碳管)表面有序分布，利于后续化学吸附进行化学反应。
[0029]申请人还对本申请中活性炭与碳纳米管的总重量与有机胺的重量之间的关系作出进一步限定；将活性炭与碳纳米管的总重量与有机胺的重量比设置在1
‑
1.14:1。
[0030]申请人作出以上改进，减少体系中水的比例，降低再生能耗。
[0031]申请人还对碳纳米管的重量占活性炭与碳纳米管总重量的比例作出限定，将碳纳
米管的重量控制在占活性炭与碳纳米管总重量的5％
‑
15％。
[0032]申请人在通过添加活性炭与碳纳米管来增加反应的比表面积以及改变有机胺分子在体系内的有序分布时，如果纳米碳管的添加量过少，效果就会很差，但是纳米碳管的价格很贵，添加量过多会造成成本过高，不适合实际大范围应用。因此需要调整碳纳米管的重量占比在合适的范围内，申请人偶然发现，在碳纳米管的重量占比在20％时，对吸收剂体系的增幅只比碳纳米管的重量占比在3％时略高，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂，其特征在于，包括以下按重量百分比计的组份：活性炭与碳纳米管24
‑
38％、去离子水34.6
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50.2％、萘磺酸盐0.8
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1.5％、有机胺25
‑
30％。2.根据权利要求1所述的基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂，其特征在于，包括以下按重量百分比计的组份：活性炭与碳纳米管28
‑
32％、去离子水39.8
‑
45％、萘磺酸盐1
‑
1.2％、有机胺26
‑
28％。3.根据权利要求1所述的基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂，其特征在于，所述活性炭与碳纳米管的总重量与有机胺的重量比设置在1
‑
1.14:1。4.根据权利要求1所述的基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂，其特征在于，所述碳纳米管的重量占活性炭与碳纳米管总重量的5％
‑
15％。5.根据权利要求1所述的基于有机胺的复合型二氧化碳吸收剂，其特征在于，所述活性炭的粒径大小不超过150μm，且不超过65μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑勇，李雨龙，安忠义，沈先锋，吴瑞，
申请(专利权)人：同兴环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：