[发明专利]连续分离二氧化碳的原位循环水合物促进剂、装置及方法

权利要求书

1.一种连续分离二氧化碳的原位循环水合物促进剂，其特征在于，包含以下原料：杂环化合物、四级铵盐、有机硅表面活性剂和碳酸酯化合物；

所述各原料的重量份为杂环化合物30～60份、四级铵盐30～60份、有机硅表面活性剂1～9份和碳酸酯化合物1～9份。

2.根据权利要求1所述连续分离二氧化碳的原位循环水合物促进剂，其特征在于：所述杂环化合物为磺化三聚氰胺、异烟酸、1,3-二氧五环、糠醇、四氢糠醇、四氢呋喃或2-甲基四氢呋喃中的一种或几种；所述四级铵盐为氯化苄基三乙基铵、硫酸氢四丁基铵、四丁基氢氧化铵、四丁基溴化铵、四丁基氟化铵、四乙基氟化铵或矮壮素中的一种或几种；所述有机硅表面活性剂为阴离子型、阳离子型、非离子型或两性离子型有机硅表面活性剂；所述碳酸酯化合物为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯或碳酸二甲酯中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述连续分离二氧化碳的原位循环水合物促进剂，其特征在于：所述有机硅表面活性剂为硅酮表面活性剂、聚乙氧基聚三硅氧烷、聚环醚改性聚三甲基硅氧烷、氯化（r-三乙氧基硅丙基）二甲基十二烷基铵或烷氧基改性三硅氧烷表面活性剂中的一种或几种。

4.一种用于权利要求1～3之一所述原位循环水合物促进剂连续分离二氧化碳的装置，其特征在于：所述装置为结构相同的双塔或多塔式循环捕集塔；所述循环捕集塔由下至上均依次设有进布气与排液装置、冷/热交换装置、丝网大空间捕集-离释床、雾化喷淋装置、液气分离装置，所述循环捕集塔顶部还均设有富N₂排出管路、CO₂排出管路和温压感应装置；所述富N₂排出管路上设有CO₂在线监测仪，所述CO₂排出管路上设有N₂、O₂在线监测仪；所述进布气与排液装置与雾化喷淋装置相连，并可在不同循环捕集塔之间随意切换。

5.根据权利要求4所述连续分离二氧化碳的装置，其特征在于：所述丝网大空间捕集-离释床或雾化喷淋装置均为一至多级装置。

6.一种用权利要求4或5所述装置连续分离二氧化碳的方法，其特征在于：先将权利要求1～4之一所述连续分离二氧化碳的原位循环水合物促进剂制成质量浓度为5～15%的水溶液；当捕集CO₂时，在烟气气体流动压力为0.1013～1.0MPa，温度为0～20℃下，使得烟气与雾化后的连续分离二氧化碳的原位循环水合物促进剂溶液相对逆向流动，于丝网大空间捕集-离释床内，实现烟气中CO₂的连续捕集；当离释CO₂时，降低压力至≤0.1013MPa，升温至50～100℃，实现固化于丝网大空间捕集-离释床内的固态结晶水合物原位崩解离释脱除CO₂。

7.根据权利要求6所述连续分离二氧化碳的方法，其特征在于：所述双塔或多塔式循环捕集塔通过交替进行CO₂的捕集或离释程序，实现连续烟气流中CO₂的连续捕集、分离。

8.根据权利要求7所述连续分离二氧化碳的方法，其特征在于，具体操作如下：

（1）启动部分循环捕集塔的捕集程序，即将连续分离二氧化碳的原位循环水合物促进剂溶液通过雾化喷淋装置循环雾化喷入循环捕集塔内的丝网大空间捕集-离释床中，冷/热交换装置输入冷能流体，关闭CO₂排出管路、开启富N₂排出管路，将烟气从循环捕集塔底部的进布气与排液装置连续鼓入，CO₂水合物晶体聚集在循环捕集塔内的丝网大空间捕集-离释床内，选择性捕集分离CO₂后剩下的富N₂气流继续向上经液气分离装置液气分离，液体沿塔内壁流下，富N₂气体从富N₂排出管路连续排出，直至富N₂排出管路中CO₂含量迅速上升；

（2）启动其余循环捕集塔的捕集程序，操作如步骤（1）所述，同时，启动已完成捕集程序的循环捕集塔进入离释程序，即冷/热交换装置切换输入热能流体，排出已完成捕集程序的循环捕集塔内的余量富N₂后，关闭富N₂排出管路，开启CO₂排出管路，以降压和加热方式，将步骤（1）中固化于丝网大空间捕集-离释床内的固态结晶水合物受热崩解离释以脱除CO₂，脱除的CO₂气流向上经液气分离装置实施气液分离，液体沿塔内壁流下供捕集程序循环使用，CO₂气体从CO₂排出管路连续排出经冷凝压缩储存，或送入下一级捕集塔进一步纯化；

以此类推，交替进行。