【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气体分离，具体涉及一种多孔二氧化碳吸收剂与二氧化碳分离方法。
技术介绍
1、co2捕集、利用与封存(ccus)是目前唯一能够实现大规模低碳化利用的减排技术。目前，co2捕集的技术路线主要包括燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃料燃烧捕集。燃烧后捕集因其操作简单且无需对现有发电厂进行过多改造，因而是工业上应用相对广泛且成熟的技术。醇胺溶液在co2分压较低时能够快速吸收co2且对co2选择性高，是应用最为广泛的co2捕集剂，但其利用的最大挑战是其腐蚀性、易降解以及再生能耗大。因此，寻求一种低能耗、高效率的co2吸收剂对于减少co2排放至关重要。
2、近年来，金属有机框架(mofs)材料因具有活性位点多、活性表面积大、孔隙形状可控以及孔隙度可调等优点在气体分离领域中拥有巨大的发展前景，而沸石咪唑骨架(zifs)作为mofs的子类具备较高的热稳定性、化学稳定性以及出色的分离能力。由于zifs和其他mofs材料是颗粒较细的粉末状固体，且在与气体接触时容易被吹散，因而不能直接用于对co2等气体的连续捕集。目前陈光进课题组提出的浆液法分离技术(吸收-吸附耦合分离技术)是将zif-8材料悬浮在含特定化学剂的溶剂中形成多孔浆液，具有更高分离选择性的同时能实现连续操作和热集成。但是，由于单一吸收剂很难兼具吸收容量高、吸收速率快和反应热低等要求，因此，当前仍需要结合mof材料与特定化学剂的复配特性，以实现在低解吸热的同时兼具固体吸附剂的高容量和选择性。
技术实现思路
1、为解决上述技
2、本专利技术的目的还在于提供一种二氧化碳的分离方法。
3、为达到上述目的，本专利技术提供了一种多孔二氧化碳吸收剂，其中，以该吸收剂的总质量为100％计，该吸收剂的组成包括1％-10％的固相，以及90％-99％的液相；其中，所述固相为颗粒强化剂；以所述液相的总质量为100％计，所述液相的组成包括5％-40％的特定化学剂，以及60％-95％的水。
4、在上述吸收剂中，优选地，所述特定化学剂包括咪唑类物质、咪唑类离子液体、哌嗪类物质、醇胺类物质中的一种或两种以上的组合。
5、在上述吸收剂中，优选地，所述颗粒强化剂包括碳酸锌、碱式碳酸锌、氧化锌、氯化锌、氢氧化锌中的一种或两种以上的组合。
6、在上述吸收剂中，优选地，所述固相的添加量为1.5％-5％。
7、在上述吸收剂中，优选地，所述特定化学剂在水中形成网状多孔结构。
8、本专利技术所提供的多孔co2吸收剂中的液相是由水和特定化学剂混合后分子自组装而成，特定化学剂能够形成网状多孔结构。该多孔co2吸收剂能够在较低的温度(0℃-50℃)下保持稳定，并能使co2稳定地吸附在多孔结构中，在较高的温度(60℃以上)下多孔结构逐渐化解并释放所吸附的co2。
9、在上述吸收剂中，优选地，以所述液相的总质量为100％计，所述特定化学剂的添加量为20％-40％。
10、在上述吸收剂中，优选地，所述咪唑类物质包括咪唑、2-甲基咪唑、1-甲基咪唑、2-乙基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑中的一种或两种以上的组合。
11、在上述吸收剂中，优选地，所述咪唑类离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[bmim][bf4]、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[hmim][bf4]、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[hmim][pf6]、1-乙基-3-甲基氯化咪唑[emim][cl]、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐[emim][tf2n]中的一种或两种以上的组合。
12、在上述吸收剂中，优选地，所述哌嗪类物质包括哌嗪(pz)、1-(2-氨基乙基)哌嗪(aep)、n-(2-羟乙基)哌嗪(hepz)、1-甲基哌嗪(1-mpz)、2-甲基哌嗪(2-mpz)中的一种或两种以上的组合。
13、在上述吸收剂中，优选地，所述醇胺类物质包括二乙醇胺(dea)、n-甲基二乙醇胺(mdea)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(amp)、羟乙基乙二胺(aeea)、二乙烯三胺(deta)、n-甲基环己胺(mca)、三乙醇胺(tea)中的一种或两种以上的组合。
14、根据本专利技术的具体实施方案，上述多孔二氧化碳吸收剂的制备方法包括以下步骤：将颗粒强化剂、特定化学剂和水按一定比例混合，搅拌均匀使其成为分散、稳定的浆液。
15、本专利技术还提供了一种二氧化碳分离方法，其中，该方法是利用上述多孔二氧化碳吸收剂进行co2捕集。
16、在上述分离方法中，优选地，该分离方法是实现co2和n2的混合气体中的co2的分离。
17、在上述分离方法中，优选地，进行co2捕集时的吸收温度为0-50℃。
18、在上述分离方法中，优选地，进行co2捕集时的吸收压力为0.1-1mpa。
19、在上述分离方法中，优选地，该方法还包括在抽真空加热的条件下，对捕集co2之后得到的co2富液进行解吸，然后再生贫液进行循环利用的步骤。
20、在上述分离方法中，优选地，所述加热的温度为60-100℃。
21、在上述分离方法中，优选地，所述真空的绝对压力为80kpa以下。
22、本专利技术所述多孔吸收剂对co2具有较优的吸收热/动力学性能(吸收容量大、吸收速率快)，同时兼具较低的解吸热；制备的浆液吸收剂与传统mof基多孔液体相比具有良好的分散性和稳定性以及较低的输送能耗，能够实现对含水混合气中co2组分的高效、低耗捕集。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种多孔二氧化碳吸收剂，其中，以该吸收剂的总质量为100％计，该吸收剂的组成包括1％-10％的固相，以及90％-99％的液相；
2.根据权利要求1所述的吸收剂，其中，所述颗粒强化剂包括碳酸锌、碱式碳酸锌、氧化锌、氯化锌、氢氧化锌中的一种或两种以上的组合；
3.根据权利要求1所述的吸收剂，其中，所述特定化学剂在水中形成网状多孔结构；
4.根据权利要求1或3所述的吸收剂，其中，所述咪唑类物质包括咪唑、2-甲基咪唑、1-甲基咪唑、2-乙基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1或3所述的吸收剂，其中，所述咪唑类离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1或3所述的吸收剂，其中，所述哌嗪类物质包括哌嗪、1-(2-氨基乙基)哌嗪、N-(2-羟乙基)哌嗪、1-甲基哌嗪、2-甲基哌嗪
7.根据权利要求1或3所述的吸收剂，其中，所述醇胺类物质包括二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、羟乙基乙二胺、二乙烯三胺、N-甲基环己胺、三乙醇胺中的一种或两种以上的组合。
8.一种二氧化碳分离方法，其中，该方法是利用权利要求1-7任一项所述的多孔二氧化碳吸收剂进行CO2捕集；
9.根据权利要求8所述的分离方法，其中，进行CO2捕集时的吸收温度为0-50℃；
10.根据权利要求8所述的分离方法，其中，该方法还包括在抽真空加热的条件下，对捕集CO2之后得到的CO2富液进行解吸，然后再生贫液进行循环利用的步骤；
...【技术特征摘要】
1.一种多孔二氧化碳吸收剂，其中，以该吸收剂的总质量为100％计，该吸收剂的组成包括1％-10％的固相，以及90％-99％的液相；
2.根据权利要求1所述的吸收剂，其中，所述颗粒强化剂包括碳酸锌、碱式碳酸锌、氧化锌、氯化锌、氢氧化锌中的一种或两种以上的组合；
3.根据权利要求1所述的吸收剂，其中，所述特定化学剂在水中形成网状多孔结构；
4.根据权利要求1或3所述的吸收剂，其中，所述咪唑类物质包括咪唑、2-甲基咪唑、1-甲基咪唑、2-乙基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1或3所述的吸收剂，其中，所述咪唑类离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈光进，汤涵，肖朋，孙长宇，赵自营，蔡进，里群，覃海航，王盼，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。