[发明专利]一种脱除燃煤烟气中二氧化碳的有机胺复合吸收剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机胺复合吸收剂，具体涉及一种脱除燃煤烟气中二氧化碳的有机胺复合吸收剂。属于烟气污染治理技术领域。

背景技术

众所周知，二氧化碳是造成“温室效应”，导致地球气候变暖的主要温室气体。近年来，随着世界各国对地球温室效应的关注，二氧化碳的排放问题引起全世界的重视。

燃煤锅炉排放烟气是二氧化碳的主要排放源之一，具有烟气流量大，分压低，含有大量的惰性气体N₂，含有O₂和H₂O，含有污染物SO₂、NOx和烟尘等特点。目前常用的从混合烟气中捕集CO₂的方法有化学吸收、物理吸附、膜分离法和低温冷凝等方法。其中物理吸收法需要在高压下进行，主要适用于二氧化碳含量较高的气源；而化学吸收法可以在常压或者较低的压力下进行，因此这种方法更适合于处理二氧化碳含量较低的气源。

现有的脱碳复合吸收剂大部分以K₂CO₃或MDEA或MEA为主体，虽有其各自的优点，但其综合的脱碳能力普遍较低，腐蚀性强、易起泡，能耗较高，而且操作压力略高，因此在很多方面均有改进的余地。另外也有一些改进型的技术，但是往往只能用于在较低压力下回收二氧化碳的混合气体。

尽管从烟道气（混合气体）中分离二氧化碳技术已经成熟，但对于火电厂燃煤锅炉烟气这样的大流量、低CO₂含量烟气，脱除二氧化碳存在吸收速率不够高，设备投资过大，吸收剂降解变质，再生热耗较高，腐蚀、容易发泡等问题，脱碳成本过高。以600MW超临界发电机组为例，每小时产生CO₂约500吨，每吨CO₂脱除费用217.7元/t（资料公开数据中的最低值）计算，每小时脱碳费用高达10.9万元，而600MW机组1小时发电售价不过21万元左右。高昂的成本令企业和社会难以承担。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种脱除燃煤烟气中二氧化碳的有机胺复合吸收剂。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种脱除燃煤烟气中二氧化碳的有机胺复合吸收剂，它是由以下质量分数的组分组成：主吸收剂组分10%～45%，助吸收剂组分0～10%，缓蚀剂0.01%～6%，抗氧化剂0.01%～3%，消泡剂0～5%，余量为水；其中，所述主吸收剂组分是由以下占有机胺复合吸收剂总量质量百分比的组分组成：一乙醇胺MEA3%～20%，2-氨基-2-甲基-1-丙醇AMP0～12%，哌嗪PZ和N-氨基乙基哌嗪AEP的总和1%～15%，氨基乙基乙醇胺AEEA和N-甲基一乙醇胺MMEA的总和1%～12%；所述助吸收剂组分为二乙醇胺DEA、二乙烯三胺DETA、三乙烯四胺TETA、N-甲基二乙醇胺MDEA、环丁砜、叔丁氨基乙氧基乙醇TBEE中的一种或几种。

所述缓蚀剂为V₂O₅、铬酸钾、偏钒酸钠、亚硝酸钠、硝酸钠或磷酸钠中的一种或几种。

所述抗氧化剂为酒石酸钾钠、硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠或亚硫酸氢钠中的一种或几种。

所述消泡剂为二甲基硅油、庚醇、辛醇、壬醇、聚醚或聚醚改性硅油中的任一种。

所述的一种脱除燃煤烟气中二氧化碳的有机胺复合吸收剂的制备方法，是将配方比的各组分混合得到的。

本发明的有益效果在于，提高了吸收剂对CO₂的吸收速率和吸收容量，降低了再生能耗，从而使脱除CO₂设备尺寸变小，降低投资，降低能耗，降低脱碳成本。MEA对CO₂吸收速率快，适合低分压CO₂捕集，但持续作用时间短，再生能耗高，易降解，腐蚀性强。主吸收组分中的PZ属于环胺，易于水解，其分子含有2个仲胺基。另一主吸收组分AEP(N-氨基乙基哌嗪)属于哌嗪的衍生物。因为也属于环胺，故性质与哌嗪有相近的地方，AEP分子中有1个伯胺基和1个仲胺基，MEA与PZ和AEP交互作用可以提高吸收CO₂的反应速率和吸收容量，持续吸收时间变长，吸收容量增大。0.7mol/L MEA+0.3mol/L PZ组合的吸收CO₂的实验效果如图1和图2中的曲线所示，由图可见，吸收能力显著提高。本发明涉及的吸收试验步骤如下：