[发明专利]一种处理烟气中二氧化碳的三元双液相吸收剂

说明书

本发明公开了一种处理烟气中二氧化碳的三元双液相吸收剂，所述的三元双液相吸收剂是由三亚乙基四胺、二乙氨基乙醇、惰性溶剂及水制成的混合水溶液，所述的混合水溶液中，所述的三亚乙基四胺的质量分数为10％‑30％，所述的二乙氨基乙醇的质量分数为30％‑40％，所述的惰性溶剂的质量分数为20％‑35％，水的质量分数为20％‑35％。本发明的三元双液相吸收剂的二氧化碳负载大约是传统吸收剂乙醇胺的1.23‑1.40倍，大部分二氧化碳富集在下液相，将下相用于解吸，再生热量为乙醇胺的0.61‑0.64，能耗大幅降低。

技术领域

本发明属于气体分离技术领域，具体涉及一种处理烟气中二氧化碳的三元双液相吸收剂。

背景技术

自从工业革命以来，人类的工业活动急剧增加，工厂排放的CO₂大量增加，温室效应随之日益显著，引发了一系列环境灾害和气候异常。减少对CO₂的排放已经成为了如今世界上的热点问题。

CO₂减排主要途径有提高能源效率、发展替代能源和应用碳捕集与封存(CCS)技术。CCS技术可以减少CO₂排放的成本，是目前主要的减排技术之一。燃煤电厂CO₂排放量最大，而且更加集中和固定，是大规模适用CCS技术的主要领域。CO₂捕集可以分为三个路径：燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧。燃烧后捕集(PCC)对现有设备的改造最小，是降低CO₂排放的最好选择。

目前，燃煤电厂捕集CO₂主要采用的是化学吸收工艺中的有机胺吸收工艺，其具有吸收速度快、能力强的优点，最具有商业推广的价值。但是有机胺吸收能耗较高，设备腐蚀严重。捕集过程中水蒸发需要克服大量潜热由于高温和氧的存在，导致胺严重氧化，造成大量的损耗，生成的副产物加重了设备的腐蚀。

基于单乙醇胺(MEA)的CO₂捕集技术是最普遍的，是PCC的一种工业基准，但成本昂贵。应用于燃煤电厂时电力成本预估会提高70-100％，主要是因为溶剂再生时需要消耗大量的能量。在工业中，为了节约成本，常用碳钢作为吸收塔和解吸塔的装置材料，但碳钢易被腐蚀，所以捕集成本又随之增加。

双相吸收剂在有机胺吸收剂的基础上吸收CO₂后变成双相，这里的双相有可能是固相也可能是液相，但固相分离工艺较复杂且容易堵塞管路，所以多采用双液相吸收剂。吸收CO₂后，CO₂富集在富相中，然后只需将富含CO₂的液相送至解吸塔中解吸，与基准MEA工艺相比，能够显著的降低能源消耗和CO₂分离和压缩的设备成本。双液相吸收剂不仅能减少溶剂再生过程中的热量消耗，还能降低CO₂压缩过程中的热量。双相吸收工艺对当前工业设备的改造程度相对较小，CO₂的再生成本和吸收效果远好于传统MEA工艺，无论在经济上和技术上都具有很大的推广性。