本发明专利技术提供一种与有机膜具有良好的兼容性，容易获得，价格低廉，并能在膜接触器中稳定运行的用于膜接触器捕集ＣＯ２气体的高效吸收剂。该高效吸收剂是含有氨基酸盐、多氨基有机醇的水溶液。所述氨基酸盐和多氨基有机醇总浓度为０．１～５．０ｍｏｌ／Ｌ，所述氨基酸盐和多氨基有机醇的摩尔比为１∶０．５～１．５。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及膜分离
，特别是一种用于捕集CO2气体的高效吸收剂。
技术介绍
气候变暖已受到全球的高度关注，二氧化碳因具有温室效应被普遍认为是导致全 球气候变暖的重要原因之一。减少二氧化碳排放，降低大气中二氧化碳浓度，实现低碳经 济，是人类面临的共同难题和挑战。各种高效低能耗可行的分离和捕集CO2技术受到各国 的高度重视。各种高性能捕集CO2吸收剂的开发是此领域研究的主题之一，近几年来，高效 吸收剂由于其独特的性能已成为捕集CO2吸收剂研究的热门课题。高效吸收剂是一种具有优良的捕集性能的吸收剂，在捕集CO2过程中可提供更高 的传质推动力、更高的吸收容量、更高的吸收速率和再生速率。因此高效吸收剂具有更高 的优良性能。目前作为捕集CO2气体的各种高效吸收剂在工业上已得到了广泛应用。如 US4, 892，674提出在醇胺溶剂中添加位阻胺盐或位阻氨基酸形成高效溶剂；US4，895，670 提出在空间位阻胺和位阻氨基酸形成的高效溶剂。CN1356157A提出一种混合溶剂由 MDEA(N-甲基二乙醇胺)和一种空间位阻胺组成。CN1354036A提出一种高效胺溶剂由 MEA(单乙醇胺)和一种活性胺组成。这些专利涉及的高效溶剂主要用于选择性脱除混合气 中 H2S 及 CO2。膜接触器技术作为膜分离与溶剂吸收气体技术相结合的新型气体分离过程，其具 有稳定的传质界面、高比表面积、高传质效率，能耗低，装置体积小，操作稳定和弹性大等优 势；膜接触器中的微孔膜仅仅是气液两相之间的屏障，对气体的分离无选择性，吸收剂在分 离过程中提供了高选择性和高驱动力。因此开发与膜材质相兼容的高性能吸收剂具有特别 重要的意义。目前，用于膜接触器捕集CO2高效吸收剂较少，吸收效果尚需要进一步提高， 而且存在溶剂不易获得，价格昂贵，再生热较高，以及溶剂侵蚀膜材质等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种与有机膜具有良好的兼容性，容易获得，价格低廉，并 能在膜接触器中稳定运行的用于膜接触器捕集CO2气体的高效吸收剂。本专利技术提供一种用于膜接触器捕集CO2气体的高效吸收剂，是含有氨基酸盐、多氨 基有机醇的水溶液。所述氨基酸盐和多氨基有机醇总浓度为0. 1 5. Omol/L,所述氨基酸盐和多氨基 有机醇的摩尔比为1 0.5 1.5。其中，氨基酸盐和多氨基有机醇总浓度优选为0.5 3. Omol/L。氨基酸盐和多氨基有机醇的摩尔比优选1 0.5 1。本专利技术中氨基酸盐的结构式为H2N-R-C02_M+，其中R为含有1 3个碳原子的烷 基，M+ = K+或Na+。该氨基酸盐可以为氨基乙酸盐、α -氨基丙酸盐、β -氨基丙酸盐、α -氨 基丁酸盐、β “氨基丁酸盐、甲基_ α _氨基丙酸盐或甲基_ β _氨基丙酸盐。本专利技术中多氨基有机醇化合物的结构式为<formula>formula see original document page 4</formula>其中η值为0-5，可以为单乙醇胺、Ν-(2-羟乙基)乙二胺、N-(2_羟乙基)二乙烯 三胺、Ν-(2-羟乙基)三乙烯四胺、Ν-(2-羟乙基)四乙烯五胺、Ν-(2-羟乙基)五乙烯六 胺。与现有技术相比，本专利技术提供的高效吸收剂捕集CO2吸收性能优于现有的CO2吸收 剂如MEA(单乙醇胺)等组分，同时优于单一的氨基酸盐；具有高表面张力，不湿润聚丙烯膜 和聚偏氟乙烯膜，对膜无损害，容易获得，价格低廉，在膜接触器中长期稳定运行。四附图说明图1膜接触器捕集CO2气体的高效吸收剂吸收性能评价装置。其中1-混合气钢瓶，2-气体流量计，3-膜接触器，4-吸收剂储槽，5-蠕动计量泵， P-压力计，A-取样点。图2为本专利技术高效吸收剂的组分对总体积传质系数的影响曲线图。图3为本专利技术高效吸收剂组分的总浓度和摩尔比对总体积传质系数的影响曲线 图。五具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术用于膜接触器捕集CO2气体的高效吸收剂，是含有氨基酸盐和多氨基有机 醇的水溶液。氨基酸盐和多氨基有机醇水溶液总浓度为0. 1 5. Omol/L，最好为0. 5 3.0mol/L ；氨基酸盐和多氨基有机醇的摩尔比为1 0. 5 1.5，最好为1 0. 5 1。其 中，氨基酸盐可以为氨基乙酸、α -氨基丙酸、β -氨基丙酸、β -氨基丁酸、甲基_ α -氨基丙 酸、α-氨基丁酸、β-氨基丁酸等的钾盐或钠盐；多氨基有机醇可以为单乙醇胺、Ν-(2_羟 乙基)乙二胺、Ν-(2_羟乙基)二乙烯三胺、Ν-(2_羟乙基)三乙烯四胺、Ν-(2_羟乙基)四 乙烯五胺等。结合图1、图2和图3，本专利技术用于膜接触器捕集CO2气体的高效吸收剂的吸收性 能评价流程为室温下，含5-10% CO2混合气由混合钢瓶1经减压阀减压至操作压力(接近常 压)，气流经气体流量计2进入膜接触器3中，混合气中CO2通过膜孔扩散至膜另一侧，被高 效吸收剂吸收，进入液相，吸收后的气相从膜接触器3另一端气体出口放出。一个吸收剂储 槽4中的高效吸收剂由蠕动计量泵5抽出送入膜接触器3中，吸收扩散过来的CO2,离开膜 接触器3的吸收剂进入另一吸收剂储槽4。气相进出口组成由气体分析仪测定，吸收剂总碱 由酸碱滴定测定，液相CO2采用化学分析法测定。评价标准总体积传质系数<formula>formula see original document page 4</formula>式中G、A和L分别为气相体积流速、膜组件横截面积和膜组件长度，Cg, in和Cg,。ut分别为气相进出口 CO2浓度。 评价结果如下一)图2为各种高效吸收剂的吸收性能比较，各种高效吸收剂组分为其中〇表示 MEA (单乙醇胺)，▼表示氨基丙酸盐(钾盐)，■表示氨基乙酸盐(钾盐)；以下几种图标代表本专利技术的高效吸收剂，这些高效吸收剂的总浓度均为lmol/ L，氨基酸盐和多氨基有机醇的摩尔比均为1 0.6，以下各氨基酸盐均为钾盐， 表示甲 基-α-氨基丙酸盐和N-(2-羟乙基)四乙烯五胺，婣表示氨基乙酸盐和Ν-(2_羟乙基)四 乙烯五胺， 表示氨基乙酸盐和Ν-(2-羟乙基)三乙烯四胺， 表示氨基乙酸盐和Ν-(2-羟 乙基)二乙烯三胺，▲表示α-氨基丙酸盐和N-(2-羟乙基)二乙烯三胺，口表示氨基乙酸 盐和N-(2-羟乙基)乙二胺。图2结果表明各种高效吸收剂的总体积传质系数远高于单一组分吸收剂(如ΜΕΑ、 氨基乙酸盐和氨基乙磺酸盐)的总体积传质系数，高效吸收剂的总体积传质系数是单一组 分吸收剂的1. 6 2. 2倍，本专利技术提出的高效吸收剂是一类优良的CO2捕集吸收剂。二)本专利技术高效吸收剂组分总浓度和摩尔比浓度对吸收性能影响评价结果，如图 3中所示，选择了具有代表性的三种组分氨基乙酸盐和Ν-(2_羟乙基)四乙烯五胺、α _氨 基丙酸盐和N- (2-羟乙基)三乙烯四胺、甲基-α -氨基丙酸盐和N- (2-羟乙基)二乙烯三 胺。三组分中的氨基酸盐为钾盐。图3表明了不同组分的高效吸收剂，在组份的摩尔比一定情况下，其总摩尔浓度 与总体积传质系数的关系。其中当组份中氨基酸盐和多氨基有机醇的摩尔比为1 0.5时，▲表示组分 为甲基-α-氨基丙酸盐和Ν-(2_羟乙基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于膜接触器捕集ＣＯ↓［２］气体的高效吸收剂，是含有氨基酸盐和多氨基有机醇的水溶液，其中氨基酸盐和多氨基有机醇总浓度为０．１～５．０ｍｏｌ／Ｌ，所述氨基酸盐和多氨基有机醇的摩尔比为１∶０．５～１．５。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陆建刚，陈敏东，王让会，张慧，付晓茹，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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