一种从流体中吸收一种或多种气体的方法，所述一种或多种气体选自二氧化碳、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物和一氧化碳，该方法包括：提供包含所述备选气体的流体和离子液体吸收剂，该吸收剂包括下述组分：一种或多种阴离子、一种或多种金属物质、任选的一种或多种有机阳离子、以及任选的一种或多种配体，所述吸收剂组分经选择使得所述吸收剂在该方法的工作温度和压力下处于液态，限制条件为：当在同一个分子个体中阴离子包含胺官能团和磺酸根官能团二者、胺官能团和羧酸根官能团二者、膦官能团和磺酸根官能团二者、或膦官能团和羧酸根官能团二者时所述金属物质不是碱金属或碱土金属，所述阴离子和/或金属物质不形成铜酸盐，以及当所述阴离子和/或金属物质形成金属卤化物时所述离子液体吸收剂包括一种或多种配体；使所述流体与所述离子液体吸收剂接触，以使所述备选气体与所述金属物质相互作用；和收集吸收了至少一部分所述备选气体的离子液体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用吸收剂从诸如废气流等流体中吸收气体的方法和从富气吸收剂上解吸气体的方法。
技术介绍
随着对大气排放引发的环境问题的认识，对涉及气体捕集的研发技术或改进技术愈加关注。已知有几种气体包括强酸性气体、一氧化碳以及硫氧化物或氮氧化物会造成严重的环境问题，然而涉及二氧化碳捕集的技术意义尤为重大。化学吸收可用于从气流(例如电厂产生的气流)中去除C02。目前，使用胺的水溶液或氨水的化学吸收方法用于捕集co2。然而，使用胺的水溶液或氨水作为气体吸收剂存在诸多缺点，包括(1)从富(X)2胺溶液中解吸(X)2所需的能耗高；(2)胺吸收剂对合金钢管件、泵机等造成腐蚀；(3)吸收剂中的胺热分解或化学分解产生额外的废流并造成有效胺的损耗；以及(4)挥发性胺从吸收剂进入气流造成损失。离子液体是基本上由离子构成的物质，其熔点通常低于约150°C，但有些情况下可能达到250°C。常规的熔融盐熔点通常为数百摄氏度(例如氯化钠(NaCl)的熔点为 sore )。离子液体具有一些性质使得它们适于用作气体吸收剂，所述性质包括(1)解吸所需的能耗可能也低于胺溶液； (2)离子液体通常不具有腐蚀性；(3)离子液体通常具备热稳定性和化学稳定性。离子液体的分解温度通常高于 250°C。另外，离子液体通常对氧化机制引起的劣化以及与杂质的反应具有抗性；和(4)除个别例外，离子液体通常为非挥发性并且具有可忽略不计的蒸气压。因而， 离子液体通常不可燃，并且可预见由蒸发进入气流所造成的损失极小然而，使用常规离子液体时，CO2的吸收通常按照物理吸收机制进行。这种吸收机制本质上包括气体溶于离子液体中，而在溶解气体和离子液体溶质分子之间没有形成化学相互作用。这种吸收机制致使常规离子液体在(X)2分压等于或低于工业装置中通常采用的环境压力条件时表现出低的(X)2吸收能力。一种解决离子液体吸收能力低的方法是设计开发所谓的专用(task-specific) 离子液体，其具有引入附加的化学吸收机制的官能团。在该方法中，官能团例如羧酸根、胺和氨基酸以共价方式引入离子液体的组成阳离子或阴离子结构中。替换性地，离子部分可以以共价方式与聚合物结合。然而，这两种方法均需要精细且耗时的合成步骤来制备这些专用离子液体的组成阳离子和/或阴离子。因而，本专利技术的一个目的是克服或者至少减轻现有技术的一种或多种困难或缺陷。本说明书对任何现有技术的参考不视为并且不应视为承认或任何形式的暗示在澳大利亚或任何其他管辖区域中该现有技术构成部分常识或者本领域技术人员理应预想到该现有技术被确认、理解和当作相关。
技术实现思路
因而，本专利技术提供从流体中吸收一种或多种气体的方法，所述一种或多种气体选自二氧化碳、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物和一氧化碳，该方法包括提供包含所述备选气体的流体；和离子液体吸收剂，该吸收剂包括下述组分一种或多种阴离子、一种或多种金属物质、任选的一种或多种有机阳离子、以及任选的一种或多种配体，所述吸收剂组分经选择使得所述吸收剂在该方法的工作温度和压力下处于液态，限制条件为当在同一个分子个体中阴离子包含胺官能团和磺酸根官能团二者、胺官能团和羧酸根官能团二者、膦官能团和磺酸根官能团二者、或膦官能团和羧酸根官能团二者时，所述金属物质不是碱金属或碱土金属；所述阴离子和/或金属物质不形成铜酸盐；以及当所述阴离子和/或金属物质形成金属卤化物时，所述离子液体吸收剂包括一种或多种配体；使所述流体与所述离子液体吸收剂接触，以使所述备选气体与所述金属物质相互作用；和收集吸收了至少一部分所述备选气体的离子液体。本专利技术还提供从吸收了一种或多种气体的离子液体中解吸气体的方法，所述一种或多种气体选自二氧化碳、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物和一氧化碳，该方法包括提供吸收了一种或多种所述备选气体的离子液体吸收剂；对吸收了所述备选气体的离子液体吸收剂进行处理以使得所述气体释放出来；以及收集所释放的气体；其中所述离子液体吸收剂包括下述组分一种或多种阴离子、一种或多种金属物质、任选的一种或多种有机阳离子、以及任选的一种或多种配体，所述吸收剂组分经选择使得所述吸收剂在该方法的工作温度和压力下处于液态，限制条件为当在同一个分子个体中阴离子包含胺官能团和磺酸根官能团二者、胺官能团和羧酸根官能团二者、膦官能团和磺酸根官能团二者、或膦官能团和羧酸根官能团二者时，所述金属物质不是碱金属或碱土金属；所述阴离子和/或金属物质不形成铜酸盐；以及当所述阴离子和/或金属物质形成金属卤化物时，所述离子液体吸收剂包括一种或多种配体。附图说明图1示出了可用于本专利技术一种实施方式之方法的(X)2吸收装置的流程图实例。图 2示出了在40°C (▲)和60°C(V)时 -&i(TFSI)2(1 Imol mol) 的(X)2吸收能力(wt% )与(X)2压力的函数关系图。包括在40°C (〇)时纯 的CO2吸收能力用于进行对比。图 3 示出 了在 40 "C 时(〇)、 -Co (TFSI)2(1 Imol mol) (▲)、-Ni (TFSI)2(1 1 mol mol) (▽) 、 -Cu (TFSI) 2 (1 1 mol mol) ( O )、 -Zn (TFSI) 2 (1 Imol mol) ( ■)以及 60°C 时 -Cd (TFSI)2 (1 0.5 mol mol) ( ·)的(X)2吸收能力)与(X)2压力的函数关系。图 4 示出了在 40 °C 时 (〇)、 -Mn (TFSI) 2 (1 0. 3 mol mol) ( □ ) > -Fe (TFSI)2 (1 0.5 mol mol) ( Δ )的 CO2 吸收能力 (wt% )与CO2压力的函数关系。图 5 示出了在 40 °C 时 (〇)、 -Mg (TFSI) 2 (1 0. 75 mol mol) ( □ ), -Al (TFSI) 3 (1 : 1 mol : mol) (Δ )的 CO2 吸收能力(wt%) 与CO2压力的函数关系。图 6 示出了在 40 °C 时 (〇)禾口 -Zn (DCA) 2 (1 0. 5 mol mol) ( □)的(X)2吸收能力)与(X)2压力的函数关系。图7示出了在40°C时 (〇)禾口 -Si(TFSI)2(1 1 mol mol) ( □)的(X)2吸收能力)与(X)2压力的函数关系。图 8 示出了在 77°C和 8mbar 时 -&i(TFSI)2(1 1 mol mol)的解吸曲线。图9示出了 在40 °C (〇)时和在90 °C ( □)时 -Zn(OAc)2(1 Imol mol)的CO2吸收能力(wt% )与C02压力的函数关系。图 10 示出了 -Co (TFSI) 2(1 1 mol mol) (*)、 -Ni (TFSI) 2 (1 1 mol mol) ( )、 -Cu (TFSI) 2 (1 Imol mol) (O )> -Zn(TFSI)2(1 1 mol mol) ( ■)的热重分析数据。具体实施例方式令人惊奇地发现，在离子液体吸收剂中包含金属物质可使得该吸收剂表现出比仅有离本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：黄俊华，T卢瑟，P费隆，张正波，
申请(专利权)人：联邦科学及工业研究组织，
类型：发明
国别省市：
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