二氧化碳捕捉剂及其制备方法和二氧化碳的捕捉方法技术

本发明专利技术公开了二氧化碳捕捉剂及其制备方法和二氧化碳的捕捉方法，涉及二氧化碳捕捉技术领域。本发明专利技术以N

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳捕捉剂及其制备方法和二氧化碳的捕捉方法


[0001]本专利技术涉及二氧化碳捕捉
，具体而言，涉及二氧化碳捕捉剂及其制备方法和二氧化碳的捕捉方法。

技术介绍

[0002]气候变化是当今世界面临的严峻挑战，大规模控制温室气体二氧化碳(CO2)排放迫在眉睫。CO2捕捉、利用与封存技术(CCUS)是现阶段能大幅度减少化石能源CO2排放的技术，在众多的CO2捕捉技术中，化学吸收法是目前控制燃煤电站控制CO2排放的有效方法，其不需要对现有电站进行大规模改造，适应范围广、工艺发展成熟，具有广阔的工业应用前景。吸收剂是化学吸收法的核心，吸收剂的再生能耗、吸收速率、吸收容量、降解特性、腐蚀性等多种因素都会对化学吸收系统的建设运行维护造成巨大影响。因此，吸收剂的性能对于吸收剂的工业应用具有重要意义。
[0003]目前，二氧化碳捕捉技术主流大致可分为三大类：溶剂吸收法、膜分离法和固体吸附剂吸附法。溶剂吸收法和固体吸附剂吸附法是目前研究较多的两种方法，但是这两种方法均存在各自的问题：
[0004]目前，溶剂吸收法主要是采用传统的有机胺吸收二氧化碳，原理为弱酸与弱碱反应生成水溶性盐类的可逆反应。但是，上述正向反应是一个放热过程，所以吸收塔需要降温保证吸收液的吸收反应能够快速进行，而逆向反应是一个吸热过程，所以解吸塔需要加热进行解吸，这两方面对工业应用上的吸收解吸时间、工艺、设备、操作等热能利用要求非常高，导致传统有机胺在工业应用上面的吸收率低、吸收量低、再生能耗高等问题。
[0005]目前，传统的单相固体吸附剂，主要是活性炭与沸石等惰性物质，其有两个缺点：(1)这些材料在高温条件下有着较低的吸附能力，甚至当超过一定温度时，其吸附容量几乎可以忽略不计(2)这些都是惰性物质，与二氧化碳无法形成电子对，只有物理吸附，缺失化学吸附作用导致吸收量偏低。
[0006]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供二氧化碳捕捉剂及其制备方法和二氧化碳的捕捉方法，旨在提高二氧化碳的吸收量的同时，降低能耗。
[0008]本专利技术是这样实现的：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种二氧化碳捕捉剂，按质量分数计，包括主吸收剂10％
‑
40％、助吸收剂5％
‑
20％、吸收催化剂1％
‑
10％、分散剂0.1％
‑
1％，余量为水；
[0010]其中，主吸收剂为N
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氨乙基哌嗪；
[0011]助吸收剂为N
‑
(2
‑
羟基丙基)乙二胺；
[0012]吸收催化剂为金属铝酸盐。
[0013]在可选的实施方式中，按质量分数计，包括主吸收剂25％
‑
35％、助吸收剂10％
‑
20％、吸收催化剂3％
‑
7％、分散剂0.1％
‑
1％，余量为水。
[0014]在可选的实施方式中，按质量分数计，包括主吸收剂30％、助吸收剂15％、吸收催化剂5％、分散剂0.3％
‑
0.8％，余量为水。
[0015]在可选的实施方式中，金属铝酸盐选自铝酸钠、铝酸铋、铝酸铟、铝酸银和铝酸锂中的至少一种。
[0016]在可选的实施方式中，金属铝酸盐为铝酸锂。
[0017]在可选的实施方式中，分散剂选自聚异丁烯多丁二酰亚胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯酸酯和聚丙烯醇中的至少一种。
[0018]在可选的实施方式中，分散剂为聚异丁烯多丁二酰亚胺。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式中任一项二氧化碳捕捉剂的制备方法，按配比将主吸收剂、助吸收剂、吸收催化剂、分散剂和水混合。
[0020]第三方面，本专利技术提供一种二氧化碳的捕捉方法，利用前述实施方式中任一项二氧化碳捕捉剂与含二氧化碳的待处理气体逆流接触，以吸收待处理气体中的二氧化碳；
[0021]优选地，控制吸收温度为30℃
‑
45℃。
[0022]在可选的实施方式中，还包括：将吸收得到的富液进行解吸，解吸温度为100℃
‑
110℃，解吸时间为20min
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40min。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术以N
‑
氨乙基哌嗪为主吸收剂，以N
‑
(2
‑
羟基丙基)乙二胺为助吸收剂，以金属铝酸盐为吸收催化剂，利用N
‑
氨乙基哌嗪、N
‑
(2
‑
羟基丙基)乙二胺和金属铝酸盐的协同作用，金属铝酸盐对有机混合胺与二氧化碳的酸碱中和反应有催化作用，能够提高吸收率、吸收量和降低再生能耗。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0025]图1为实施例中模拟烟气CO2化学吸收与解吸系统工艺流程图；
[0026]图2为实施例所用到固相吸收催化剂铝酸锂的扫描电镜图；
[0027]图3为实施例所用到固相吸收催化剂铝酸锂的XRD图；
[0028]图4为实施例所用到固相吸收催化剂铝酸锂对捕捉剂的吸收速率关系图。
[0029]图标：111
‑
吸收塔；112
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解吸塔；113
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水洗塔；114
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酸洗塔；115
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喷淋塔；121
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二氧化碳储罐；122
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储液罐；123
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再生气分离罐；131
‑
吸收塔进口阀；132
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吸收塔出口阀；133
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吸收塔进气阀；134
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水洗塔进气阀；135
‑
水洗塔出口阀；136
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水洗塔进口阀；137
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酸洗塔进口阀；138
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酸洗塔出口阀；139
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喷淋塔进气阀；1391
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解吸塔进口阀；1392
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解吸塔出口阀；1393
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解吸塔排污阀；1394
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喷淋塔进口阀；1395
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喷淋塔出口阀；1396
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冷凝水阀；141
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空压机；142
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回流泵；143
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富液泵；144
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贫液泵；145
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酸洗泵；151
‑
贫液冷却器；152
‑
再生气冷却器；153
‑
富液加热器；161...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳捕捉剂，其特征在于，按质量分数计，包括主吸收剂10％
‑
40％、助吸收剂5％
‑
20％、吸收催化剂1％
‑
10％、分散剂0.1％
‑
1％，余量为水；其中，所述主吸收剂为N
‑
氨乙基哌嗪；所述助吸收剂为N
‑
(2
‑
羟基丙基)乙二胺；所述吸收催化剂为金属铝酸盐。2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕捉剂，其特征在于，按质量分数计，包括主吸收剂25％
‑
35％、助吸收剂10％
‑
20％、吸收催化剂3％
‑
7％、分散剂0.1％
‑
1％，余量为水。3.根据权利要求2所述的二氧化碳捕捉剂，其特征在于，按质量分数计，包括主吸收剂30％、助吸收剂15％、吸收催化剂5％、分散剂0.3％
‑
0.8％，余量为水。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的二氧化碳捕捉剂，其特征在于，所述金属铝酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭振宗，张念椿，沈京华，戎丽欣，阳后桂，
申请(专利权)人：达高工业技术研究院广州有限公司，
类型：发明
国别省市：