專(zhuān)利名稱(chēng)：一種脫除煙氣中二氧化碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣中二氧化碳脫除技術(shù)的改進(jìn)，具體涉及一種用復(fù)合吸收劑脫除煙氣中CO2的吸收工藝，屬于氣體分離技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人類(lèi)社會(huì)的高速發(fā)展，人們對(duì)煤、石油、天然氣等化石燃料使用的依賴(lài)逐漸增強(qiáng)，CO2大量排放，因此所造成的環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重，由此所引起的氣候變化已經(jīng)成為了一個(gè)關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)、生活，乃至人類(lèi)未來(lái)生存與發(fā)展的重要問(wèn)題。20世紀(jì)80年代以來(lái)，利用醇胺法脫碳工藝越來(lái)越受到工業(yè)上的重視，單乙醇胺(MEA)凈化技術(shù)過(guò)度到N-甲基二乙醇胺(MDEA)的凈化技術(shù)。工業(yè)上常用的有機(jī)胺類(lèi)吸收劑有MEA(單乙醇胺)、DEA(二乙 醇胺)、MDEA (N-甲基二乙醇胺)，目前研究的熱點(diǎn)是采用DETA(二乙烯三胺)等多胺類(lèi)有機(jī)胺溶液作為吸收劑，或在傳統(tǒng)的單一有機(jī)胺類(lèi)吸收劑的基礎(chǔ)上，發(fā)展混合胺類(lèi)吸收劑，尋找合適配比，以提高吸收速率和吸收效率，以及降低氧化降解率。目前國(guó)內(nèi)外基于新吸收新處理裝置和改進(jìn)現(xiàn)有的脫除工藝，開(kāi)發(fā)了多種活化有機(jī)胺溶液，改善了單胺吸收CO2的性能，保留了優(yōu)勢(shì)同時(shí)又克服降解、能耗等方面的缺陷，以其較高的吸收速率、較大的吸收量越來(lái)越受到人們的重視，成為脫除CO2的新研究方向。國(guó)內(nèi)學(xué)者徐莉的研究表明TETA-MDEA溶液在一定程度上克服了單純MDEA溶液脫除CO2的不足，既保留了伯胺和仲胺的強(qiáng)脫碳能力，同時(shí)又具有較高的吸收速率、吸收負(fù)荷和較低的解析能耗等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)外學(xué)者Daniel等的研究表明，在MDEA溶液中加入少量的MEA可以明顯的提聞CO2的吸收速率。目前對(duì)混合胺溶液吸收CO2的研究仍然不足以廣泛運(yùn)用于工業(yè)CO2減排，因此優(yōu)化復(fù)合型脫碳吸收劑吸收CO2的工藝，使吸收劑具有更強(qiáng)的脫碳能力，更快的反應(yīng)速率，更低的氧化降解率，具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有高的CO2吸收速率及吸收量，低的氧化降解率，低成本，經(jīng)濟(jì)高效的脫除煙氣中CO2的吸收工藝方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)解決方案如下
一種脫除煙氣中二氧化碳的方法，先向一密閉反應(yīng)器中加入復(fù)合脫碳吸收劑，復(fù)合脫碳吸收劑的吸收主體為單乙醇胺MEA，其質(zhì)量百分含量為15%-30%，添加劑為二乙烯三胺DETA，其質(zhì)量百分含量為4%-8%，余量為溶劑水；然后向密閉反應(yīng)器中通入一定量含二氧化碳的煙氣，使密閉反應(yīng)器中的復(fù)合脫碳吸收劑對(duì)煙氣中的二氧化碳進(jìn)行靜態(tài)吸收即可，體系溫度為298-338K且脫除過(guò)程中體系溫度維持恒定，初始?jí)毫?00-700kPa，吸收時(shí)間不低于40分鐘。
作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，脫除過(guò)程中體系溫度恒定為308K，初始?jí)毫?00kPa，吸收時(shí)間為60分鐘。煙氣中二氧化碳的體積百分含量為1_40%。按每摩爾復(fù)合脫碳吸收劑吸收O. 5摩爾二氧化碳的比例進(jìn)行煙氣量的通入。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
I、本發(fā)明工藝適用于CO2含量為1-40% (體積分?jǐn)?shù))的煙氣，可適用于不同CO2含量的工業(yè)行業(yè)，適用面廣。2、本發(fā)明復(fù)合脫碳吸收劑以MEA為主體，DETA為添加劑，通過(guò)靜態(tài)吸收法，同時(shí)控制體系溫度和初始?jí)毫?，使本方法具有吸收速率高，吸收量大等?yōu)點(diǎn)。3、本發(fā)明工藝方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。有效控制復(fù)合脫碳吸收劑的氧化降解，節(jié)約成 本，使脫碳過(guò)程經(jīng)濟(jì)高效。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明脫除煙氣中二氧化碳的方法，先向一密閉反應(yīng)器中加入復(fù)合脫碳吸收劑，復(fù)合脫碳吸收劑的吸收主體為單乙醇胺MEA，其質(zhì)量百分含量為15%-30%，添加劑為二乙烯三胺DETA，其質(zhì)量百分含量為4%-8%，余量為溶劑水；然后向密閉反應(yīng)器中通入一定量含二氧化碳的煙氣，使密閉反應(yīng)器中的復(fù)合脫碳吸收劑對(duì)煙氣中的二氧化碳進(jìn)行靜態(tài)吸收即可，體系溫度為298-338K且脫除過(guò)程中體系溫度維持恒定，初始?jí)毫?00-700kPa，吸收時(shí)間不低于40分鐘。作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，脫除過(guò)程中體系溫度恒定為308K，初始?jí)毫?00kPa，吸收時(shí)間為60分鐘。煙氣中二氧化碳的體積百分含量為1_40%。按每摩爾復(fù)合脫碳吸收劑吸收O. 5摩爾二氧化碳的比例進(jìn)行煙氣量的通入。以下給出一個(gè)實(shí)施例以幫助理解
將組成為 CO2 12Vol%、O2 6. 4Vol%、H2O 13. 3 mg/Nm3、N2 75Vol%、SO2 209mg/Nm3、NOx739mg/Nm3的煙氣通入密閉反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)復(fù)合脫碳吸收劑以MEA為主體，DETA為添加齊U，余量為水。復(fù)合脫碳吸收劑總胺濃度為20%，其中單乙醇胺MEA質(zhì)量百分含量為15%，二乙烯三胺DETA質(zhì)量百分含量為5%。吸收時(shí)間為lh，溫度298K-338K，反應(yīng)器內(nèi)初始?jí)毫?00kPa_700kPa。復(fù)合吸收劑吸收CO2的量，吸收負(fù)荷和吸收速率均隨溫度升高而升高，但在溫度308K-328K區(qū)間內(nèi)溫度對(duì)CO2吸收影響輕微。溫度為308K時(shí)，CO2吸收量為15. IXlO^mol,吸收負(fù)荷接近O. 5mol C02/mol吸收劑，吸收速率最高達(dá)到175ml/min。吸收負(fù)荷和吸收速率均隨壓力的增加而升高，300kPa-500kPa壓力范圍內(nèi)，吸收CO2的量及吸收負(fù)荷隨壓力成倍增加，壓力500kPa-700kPa區(qū)間，增加幅度不明顯。初始?jí)毫?00kPa時(shí)，CO2吸收量為14. 5X 10_3mol，吸收負(fù)荷為O. 48mol C02/mol吸收劑，吸收速率最高達(dá)到180ml/min。保證復(fù)合吸收劑對(duì)CO2的吸收性能，以及經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的最佳工藝參數(shù)為溫度308K，壓力 500kPa。
最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種脫除煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于先向一密閉反應(yīng)器中加入復(fù)合脫碳吸收劑，復(fù)合脫碳吸收劑的吸收主體為單乙醇胺MEA，其質(zhì)量百分含量為15%-30%，添加劑為二乙烯三胺DETA，其質(zhì)量百分含量為4%-8%，余量為溶劑水；然后向密閉反應(yīng)器中通入一定量含二氧化碳的煙氣，使密閉反應(yīng)器中的復(fù)合脫碳吸收劑對(duì)煙氣中的二氧化碳進(jìn)行靜態(tài)吸收即可，體系溫度為298-338K且脫除過(guò)程中體系溫度維持恒定，初始?jí)毫?00-700kPa,吸收時(shí)間不低于40分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫除煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于脫除過(guò)程中體系溫度恒定為308K，初始?jí)毫?00kPa，吸收時(shí)間為60分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫除煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于煙氣中二氧化碳的體積百分含量為1-40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脫除煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于按每摩爾復(fù)合脫碳吸收劑吸收O. 5摩爾二氧化碳的比例進(jìn)行煙氣量的通入。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種脫除煙氣中二氧化碳的方法，先向一密閉反應(yīng)器中加入復(fù)合脫碳吸收劑，復(fù)合脫碳吸收劑的吸收主體單乙醇胺質(zhì)量百分含量15%-30%，添加劑二乙烯三胺質(zhì)量百分含量4%-8%，余量為水；然后向密閉反應(yīng)器中通入含二氧化碳的煙氣，使復(fù)合脫碳吸收劑對(duì)煙氣中的二氧化碳靜態(tài)吸收，體系溫度為298-338K且脫除過(guò)程中體系溫度維持恒定，初始?jí)毫?00-700kPa，吸收時(shí)間不低于40分鐘。本方法具有吸收速率高，吸收量大等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，有效控制復(fù)合脫碳吸收劑的氧化降解，節(jié)約成本，使脫碳過(guò)程經(jīng)濟(jì)高效。
文檔編號(hào)B01D53/78GK102794096SQ20121033609
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者劉清才, 丁健, 許志鵬, 吳國(guó)防, 保思敏, 文娟, 劉浪, 蘭苑培, 孔明, 牛德良, 孫亞麗 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)