一种用于从在燃料燃烧期间产生的过程气体中去除二氧化碳的系统（１０），其包括过程气体可运送通过其中的至少一个吸附容器（１２，１４）。吸附容器（１２，１４）设有吸附剂材料（５０），吸附剂材料（５０）起作用以便从被运送通过该吸附剂材料（５０）的过程气体中可逆地收集二氧化碳。吸附剂材料（５０）包含至少一种胺、至少一种二氧化碳活化催化剂，以及支承该至少一种催化剂和该至少一种胺的至少一种多孔材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于从在燃料燃烧期间产生的过程气体中去除二氧化碳的系统，所述 系统包括过程气体可运送通过其中的至少一个吸附容器。所述吸附容器设有吸附剂材料， 吸附剂材料起作用以便从被运送通过吸附剂材料的过程气体中可逆地收集二氧化碳。本专利技术还涉及形成吸附剂材料的方法，以及从在燃料燃烧期间产生的过程气体中 去除二氧化碳的方法。
技术介绍
在诸如煤、油、泥煤、废料等的燃料在诸如动力设备的燃烧设备中燃烧时，会产生 热的过程气体，除了别的成分之外，这种过程气体含有水蒸气、氮气和二氧化碳(CO2)。考虑到与将二氧化碳释放到大气中相关的与日俱增的对环境的关注，已经提出了 用于从过程气体中去除二氧化碳的若干种系统。在US 6，755，892中公开了一个这种系 统。US 6，755，892的系统包括两个并联的吸附剂床，其中各个都设有吸附剂。在低温处 在其中一个床中捕获二氧化碳，而另一个床在高温处被再生，以释放二氧化碳，二氧化碳可 随后运送给二氧化碳存储设施。但是，吸附剂床上的高的压降和不佳的(X)2去除效率使US 6，755，892的系统在更高气体流率的应用(例如发电站(诸如，例如燃煤的发电站)的那些 应用，其中存在过程气体的高CO2浓度以及高气体流率)中不那么高效。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于从在燃料燃烧期间产生的过程气体中高效地去除 二氧化碳的系统。此目的通过一种用于从在燃料燃烧期间产生的过程气体中去除二氧化碳的系统 来实现，所述系统包括过程气体可运送通过其中的至少一个吸附容器，所述吸附容器设有 吸附剂材料，吸附剂材料起作用以便从被运送通过该吸附剂材料的过程气体中可逆地收集 二氧化碳，其中，所述吸附剂材料包含至少一种胺、至少一种二氧化碳活化催化剂、以及支 承至少一种催化剂和至少一种胺的至少一种多孔材料。此系统的优点在于，二氧化碳的去除变得非常高效，S卩，相当少量的吸附剂材料可 在短的时段里吸附大量的二氧化碳。少量所需的吸附剂材料不仅降低了用于去除二氧化碳 的系统的投资成本(与现有技术的系统的投资成本相比)，而且，还降低了通过吸附容器的 过程气体所经历的压降。由于减少了将过程气体抽送通过吸附容器所需的风扇功率的原 因，降低的压降降低了运行成本。根据一个实施例，至少一种二氧化碳活化催化剂包括选自有机金属络合催化剂、无机金属络合催化剂、金属氧化物和金属商化物所组成的催化剂组的催化剂。已经发现，这 些催化剂类型在改进二氧化碳在胺上的吸附和解吸上是高效的。根据一个优选实施例，该至少一种二氧化碳活化催化剂包括选自有机过渡金属络 合催化剂和无机过渡金属络合催化剂所组成的催化剂组的催化剂。已经发现，这种催化剂 在促进二氧化碳在胺上的吸附和解吸上是非常高效的。根据一个实施例，至少一种胺包括仲胺。根据另一个实施例，该至少一种胺包括具 有至少一个羟基的胺。根据一个优选实施例，该至少一种胺包括具有至少两个羟基的仲胺。 已经发现，当通过使二氧化碳活化并且因此使二氧化碳更易于吸附在胺上或从胺中解吸出 来的催化剂来促进这种吸附和解吸时，这些类型的胺在二氧化碳的吸附和解吸上是特别高 效的。根据一个实施例，支承该至少一种二氧化碳活化催化剂和该至少一种胺的多孔材 料具有至少50m2/g的BET比面积。已经发现，这种多孔材料在高效地使二氧化碳与催化剂 和胺接触上是非常高效的。根据一个优选实施例，至少一种多孔材料具有100-1000m2/g的 BET比面积。根据一个实施例，至少一种二氧化碳活化催化剂也用作支承至少一种胺的多孔材 料。此实施例的优点在于，需要更少的构件，因为除了其催化活性以外，催化剂还用作胺可 支承在其上的、具有高BET面积的多孔材料。还用作多孔材料的这种催化剂的实例包括MgO 和碱改性的沸石和粘土。根据一个实施例，将支承催化剂和胺的多孔材料作为吸附剂层提供在衬底上。此 实施例的优点在于，施用到衬底上的吸附剂层提供了与过程气体的高效接触，而不增加压 降。因此，多孔材料在微尺度水平上在过程气体、胺和催化剂之间提供了高效的接触，而该 支承在微尺度水平上提供了高效地将过程气体传送通过吸附剂材料。根据一个实施例，衬底形成起作用以便接收过程气体流的至少一部分的至少一个 通道的至少一部分。此实施例的优点在于，可在与催化剂和胺良好接触的情况下将烟道气 运送通过所述通道，仍然导致低的压降，这提供了低的运行成本，在动力设备的大过程气体 流率的情况下也是这样。根据一个实施例，衬底形成整体单元。整体单元对于在过程气体和在整体单元的 内部形成的吸附剂层之间获得良好的接触以及获得低的压降是有效的。根据一个优选实施 例，整体单元是通流(flow-through)式整体单元。此实施例的优点在于，通流式整体单元 具有特别低的压降。根据另一个优选实施例，整体单元是壁流式整体单元。此实施例的优 点在于，当过程气体直接流过壁和吸附剂层时，获得了过程气体和整体单元的壁上的吸附 剂层之间的特别好的接触。根据一个优选实施例，衬底是包括至少一个湍流促进装置的规整填料。此实施例 的优点在于，获得了过程气体和在规整填料的壁上提供的吸附剂层之间的良好的接触，而 不会在过程气体中导致显著的压降。本专利技术的另一个目的是提供形成对于从燃料燃烧期间产生的过程气体中可逆地 吸附二氧化碳高效的吸附剂材料的高效的方法。此目的通过一种形成适于在燃料燃烧期间产生的过程气体可运送通过其中的吸 附容器中可逆地吸附二氧化碳的吸附剂材料的方法来实现，该方法包括通过使至少一种胺和至少一种二氧化碳活化催化剂固定在至少一种多孔材料上来形成所述吸附剂材料。此方法的一个优点在于，可以以高效的方式形成在过程气体中产生低的压降的有 效的吸附剂材料。根据一个实施例，至少一种胺和至少一种二氧化碳活化催化剂共同固定在多孔材 料上。在一个单独的步骤中共同固定催化剂和胺的一个优点在于需要更少的过程步骤。另 一个优点在于，当催化剂和胺在单个步骤中固定在多孔材料上时，更容易获得催化剂和胺 的良好的混合和分布。根据一个实施例，包含固定在其上的至少一种胺和至少一种二氧化碳活化催化剂 的多孔材料涂覆在衬底上，以在其上形成吸附剂层。此实施例的优点在于，多孔材料在微尺 度水平上在过程气体、胺和催化剂之间提供了高效的接触，而该支承在微尺度水平上提供 了高效地将过程气体传送通过吸附剂材料。根据一个实施例，在使至少一种胺和至少一种二氧化碳活化催化剂固定在多孔材 料上之前将多孔材料涂覆在衬底上。根据一个实施例，形成吸附剂材料的过程包括以下步骤A)用多孔材料、溶剂和粘合剂形成浆料，B)将所述浆料施用到衬底上，后面进行干燥，并且然后在200-1000°C的温度处煅；Bs Am，C)将至少一种胺和至少一种二氧化碳活化催化剂浸渍到多孔材料上，以及D)使所述衬底干燥，以获得所述吸附剂材料。可选地，在步骤D)之后可包括步骤E)，所述步骤E)包括在200-1000°C的温度 处在催化剂和胺被施用到多孔材料上的情况下煅烧衬底。可选地，在步骤B)中的干燥可在 20-150°C的温度处进行。可选地，在步骤D)中的干燥可在20-150°C的温度处进行。根据另一个实施例，形成吸附剂材料的过程包括以下步骤A)将至少一种二氧化碳活化催化剂湿法浸渍在多孔材料上，B)使多孔材本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于从在燃料燃烧期间产生的过程气体中去除二氧化碳的系统，所述系统包括所述过程气体可从中运送通过的至少一个吸附容器，所述吸附容器设有吸附剂材料，所述吸附剂材料起作用以便从被运送通过所述吸附剂材料的所述过程气体中可逆地收集二氧化碳，所述吸附剂材料包含至少一种胺、至少一种二氧化碳活化催化剂，以及支承所述至少一种催化剂和所述至少一种胺的至少一种多孔材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘征，
申请(专利权)人：阿尔斯托姆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：CH
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