一种用于捕集烟道气中二氧化碳的抗氧化的少水胺液及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种用于捕集烟道气中二氧化碳的抗氧化的少水胺液及其应用，少水胺液组成成份包括

【技术实现步骤摘要】
一种用于捕集烟道气中二氧化碳的抗氧化的少水胺液及其应用


[0001]本专利技术属于化工气体分离领域，具体涉及一种捕集烟道气中二氧化碳的抗氧化的少水胺液及其应用
。

技术介绍

[0002]现如今工业迅速发展的背景下，环境保护与恶化等问题成为了世界普遍关注的焦点，渐渐成为了每个国家的核心问题
。
而温室效应影响巨大，其带来的恶劣问题尤其是严重的气候灾害已成为全球性环境问题
。
引起全球温室效应的气体主要包括：二氧化碳
(CO2)、
甲烷
(CH4)、
氧化亚氮
(N2O)
等
。CO2在大气中含量远大于其它温室气体，是造成温室效应的主要原因
。
因化石燃料产生的
CO2排放量每年达到
200
亿吨，化石燃料厂产生的烟气作为温室气体的主要来源，其具有气体量大
、CO2分压低的特点
。
因此，研发烟气中
CO2的回收方法刻不容缓
。
[0003]目前的二氧化碳捕集技术主要分为燃烧前捕集
、
富氧捕集
、
燃烧后捕集
。
燃烧前捕集主要用于中高浓度
CO2捕集，能耗低，但投资成本较高；富氧捕集燃烧产物中
CO2浓度高，可以直接利用物理方法回收，但对高浓度氧气需求量大，投资成本过高；燃烧后捕集置于燃烧系统后方，无需改变工艺配置，处理低浓度与低压力气体效果好，使用范围广，潜力巨大，其成本比前两种捕集方法较低，所以大多数捕集方式都选用燃烧后捕集
。
燃烧后捕集
CO2的方法有化学吸收法，物理吸收法，膜分离法，变压吸附法，变温吸附法以及低温分离法等
。
其中化学吸收法通过和
CO2发生的化学反应吸收气体，在烟气中分离出
CO2，并可通过加热使反应产物分解的方法达到
CO2再生的目的，其优点在于：分离程度高，较高的吸收效率能分离出低浓度的
CO2烟气
。
现有的化学吸收法有热钾碱法
、
苯菲尔法
、
有机胺法以及离子液体法等，前两种作为研究成熟的方法已经被广泛应用于工业生产中；有机醇胺类化合物作为
30
年代提出的有机胺法的常用吸收剂，其有机分子结构中至少一个降低化合物蒸汽压并且提供碱度的羟基，同时包含一个有助于酸性气体吸收的氨基
。
为了进一步提升有机胺溶剂的捕集
CO2能力
、
增强其稳定性
、
降低腐蚀性以及减少能耗，开发更为高效稳定的吸附剂非常重要
。
目前经过多年研究，已经从从组分较为单一的
MEA
水溶液逐渐发展为复合低能耗吸收剂，而吸收剂的组成成分和稳定性仍然是相关领域研究的重点内容
。
[0004]中国专利文献
CN100418610C
公开了一种回收废气中二氧化碳用复合脱碳溶液：其吸收剂为复合胺水溶液
20
‑
60
％，其中含有较低浓度的一种或多种快反应速率胺
(MEA、DEA、PZ)
和较高浓度的一种或多种慢反应速率胺
(AMP、MEDA、TEA)
；聚醇醚5‑
10
％，抗氧化剂1‑5％，缓蚀剂1‑5％，其余为水，每小时烟道气处理量为
30000Nm3，回收3万吨纯度
99
％的
CO2。
[0005]中国专利文献
CN101804286B
公开了一种捕集或分离二氧化碳的混合吸收剂：其组分主要包括3‑
二甲基氨基
‑1‑
丙醇：
10
‑
50wt
％；伯胺和或仲胺：5‑
10wt
％；其余含量为水
。
用于捕集烟道气中的
CO2，
40℃
下
CO2、15kPa
时进行吸收，
120℃
下
CO2分压为
50kPa
时进行解吸，1升吸收剂水剂可以捕集分离
CO2的量为
70
克
。
[0006]中国专利文献
CN106039936A
公开了一种用于捕集二氧化碳的两相胺吸收剂及其应用，其特征在于：为二乙烯三胺
、
五甲基二乙烯三胺
、
水构成的三元组分体系
,
该二乙烯三胺和五甲基二乙烯三胺在水中的总浓度为4‑
5mol/L
，且二乙烯三胺与五甲基二乙烯三胺的摩尔比为
1:4
‑
4:1
；该两相胺吸收剂在吸收二氧化碳前为均相的三元混合水溶液体系，在吸收二氧化碳饱和后分为两相
,
且二氧化碳富集于水相
。
[0007]中国专利
(CN102527192A)
公开了一种含有离子液体的二氧化碳吸收剂，该吸收剂中离子液体的含量为5‑
50wt
％，醇胺5‑
50wt
％，水的含量为0‑
90wt
％；阴离子为具有氨基酸结构的阴离子；阳离子为有机胺盐阳离子
、
有机醇胺类阳离子；醇胺为一乙醇胺
、
二乙醇胺
、
三乙醇胺
、N
‑
甲基二乙醇胺
、2
‑
氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙醇；也可加入缓蚀剂和抗氧剂
。
[0008]综上所述，目前主要应用的胺液配方主要以
MEA、DEA、AEEA
为主要吸收剂，以
PZ、MDEA、
伯胺
、
仲胺为助吸收剂，通过配合多种提高稳定性的缓蚀剂
、
抑制剂组成碳捕集溶液，其捕集二氧化碳能力较低，且大量水溶液的存导致工业能耗高，循环捕集时会增加设备腐蚀
。
而主吸收胺液活性组质量分数一般为
30
％
‑
40
％之间，其余成分为水，在富液循环，温度大于
100℃
的条件下，不仅会造成溶液组分大量分解为不稳定中间体，而且大量水汽的蒸发也会带来更多的能量消耗；在烟道气中存在的氧气，会造成主吸收质大量降解，溶剂损失会降低碳捕能力，降低经济效益；而再生塔顶的冷凝系统也需要大量循环水来保持碳捕集溶液成分平衡，带来了更多经济负担
。
因此，碳捕集溶液依然存在很大的优化空间
。
[0009]为此，本课题组针对溶液中含水量过高问题，开发了非水溶液体系
。
中国专利
CN104492226B
公开了一种捕集混合气体中二氧化碳的非水脱碳溶液：主吸收组分为
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于捕集烟道气中二氧化碳的抗氧化的少水胺液，其特征在于：组成成分包括：溶质：
N
‑
乙基乙醇胺，占少水胺溶液的质量分数为
10
‑
30wt
％；溶剂一：
N,N
‑
二乙基乙醇胺，占少水胺溶液的质量分数为
50
‑
80wt
％；溶剂二：哌嗪水溶液，占少水胺溶液的质量分数为5‑
20wt
％
。
氧化抑制剂：含硫抗氧化剂和
/
或螯合剂，占少水胺液的质量分数为
0.1
‑
5.0wt
％
。2.
如权利要求1所述的一种用于捕集烟道气中二氧化碳的抗氧化的少水胺液，其特征在于：所述哌嗪水溶液浓度为
0.5
‑
3mol/L。3.
如权利要求1所述的一种用于捕集烟道气中二氧化碳的抗氧化的少水胺液，其特征在于：所述含硫抗氧化剂包括
1,3,4
‑
噻二唑
‑
2,5<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家旭，李阳，张永春，陈绍云，赵一铭，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：