[发明专利]一种吸收脱除二氧化碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体的吸收分离方法，更具体地说，涉及一种从混合气体中吸收脱除二氧化碳的方法。

技术背景

近些年，随着全球平均气温的持续上升，温室气体尤其是CO₂的回收问题，引起了科学界和各国政府的高度关注。据联合国政府间气候变化工作小组测算，大气中以CO₂为主的温室气体浓度已从工业化初期的2.8×10^-4(体积分数)增加到目前的3.56×10^-4，并成继续上升趋势。温室效应会导致诸多危害，其中一个重大影响是使海平面上升，据保守估计在未来一百年内海平面将抬升40-50cm，许多沿海城市的安全都受到威胁。在哥本哈根气候峰会上，我国政府作出了2020年单位国内生产总值CO₂排放比2005年下降40％-45％的郑重承诺，目前各行业的减排压力巨大。

CO₂的回收技术多种多样，根据工艺原理不同，可分为物理方法、化学方法等。物理方法是基于压力条件下CO₂溶解于水和溶剂的原理，溶剂从混合气体中吸收CO₂后，再生依靠简单的减压闪蒸和气提放出CO₂。化学方法是指在吸收塔内化学溶剂与烟气中的CO₂发生化学反应形成富液；该富液在解吸塔中通过热作用再分解出CO₂，吸收与解吸交替进行，从而达到回收CO₂的目的。

CN101537340A公开了一种烟气CO₂吸收剂。采用一乙醇胺(MEA)为主要成分，含有N-甲基二乙醇胺(MDEA)、空间位阻胺(AMP、TBE、TBEE或TBPE)或哌嗪(PZ)形成混合溶剂。

WO9422560公开了一种结构式为R₁R₂NCH₂CH(OH)CH₂NHR₃的二氧化碳吸收剂，其中R₁、R₂、R₃为H或烷基组分。

CN1354036A公开了一种回收或脱除低分压CO₂的改进溶液，该溶液是含有一乙醇胺与活性胺的复合胺溶液。所述的活性胺为氮原子上带有一个或多个具有空间位阻效应的非线性碳链醇胺化合物，胺浓度为1.5-7.5mol/L。可用于天然气、合成氨、煤气、烟道气、窑气、发酵气等工艺气体的CO₂分离。

CN101053751A公开了一种回收废气中二氧化碳用复合脱碳溶液，此种复合溶液的成分和重量百分比如下：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和较高浓度的一种或多种慢反应速率胺；聚醇醚5-10％；防氧化剂1-5％；缓蚀剂1-5％；其余为水。其中快反应速率胺为MEA或DEA或哌嗪，慢反应速率胺可采用AMP或MEDA或TEA，三者可单独使用，也可混合使用。

上述混合吸收剂及吸收分离二氧化碳的方法，虽然部分改善了吸收性能，但还存在吸收剂吸收速率低、容量小、再生能耗高的问题。

发明内容

为解决上述至少一个技术问题，本发明提供了一种吸收速度快、吸收容量大、吸附剂再生能耗低的混合气体中吸收脱除二氧化碳的方法。

本发明提供的吸收脱除混合气体中二氧化碳的方法，包括：

一种吸收脱除二氧化碳的方法，包括：混合气体和复合脱碳吸收剂引入吸收反应器中，在较低温度下充分接触，反应器顶部引出脱碳后的混合气体；吸收了二氧化碳的待生吸收剂进入解吸塔中，在较高温度下解吸脱除二氧化碳，恢复吸收活性的吸附剂返回吸收反应器中循环使用；

其中，所述的复合脱碳吸收剂含有一乙醇胺、活化剂和水，含有或不含有式1化合物，所述的活化剂为式2化合物，式1化合物和式2化合物中，R₁-R₅均为H或者C原子数为1-5的直链烷基或者环状烷基。

本发明提供的吸收脱除混合气体中二氧化碳的方法的有益效果为：

本发明提供的方法所使用的复合活化剂与二氧化碳的反应过程与一乙醇胺不同，由实施例和对比例可见，本发明提供的方法吸收效率更高，并抑制了一乙醇胺的降解，降低了生成氨基甲醛、草酸等副产物的几率，解决了吸收过程中一乙醇胺损耗问题。同时本发明提供的方法与采用单一使用胍类化合物吸收效果基本相当的前提下，成本大幅度降低。