的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種脫除氣體中CO2的方法，具體涉及脫除煙道氣、含CO2的廢氣或工業(yè)原料氣中的CO2。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，煙道氣、含CO2的廢氣排放量與日倶增，過多的二氧化碳引發(fā)了“溫室效應(yīng)”所造成的危害正日益嚴重。由此，降低二氧化碳的排放量，成為了亟需解決的環(huán)境問題之一。
[0003]目前，脫碳技術(shù)主要有單乙醇胺法、二乙醇胺法、N-甲基二乙醇胺法等。單乙醇法存在吸收劑容易發(fā)泡、降解變質(zhì)、再生溫度較高等問題;二乙醇胺法存在二乙醇胺的吸收能力較差、凈化效果一般、價格高等缺陷;N-甲基二乙醇胺法盡管吸收劑易于再生、熱穩(wěn)定性好、不易降解、揮發(fā)性較小等優(yōu)點，但吸收脫除效率較低。由此，本申請采用一種可循環(huán)使用的三乙烯四胺或四乙烯五胺與H3BO3等摩爾比反應(yīng)生成的銨鹽水溶液為吸收劑用于吸收脫除煙道氣、含CO2的廢氣和/或工業(yè)原料氣中的CO2。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是取代傳統(tǒng)脫碳吸收劑，提供一種性能優(yōu)良的可循環(huán)使用的脫碳吸收劑脫除煙道氣、含CO2的廢氣和/或工業(yè)原料氣中的CO2，并回收CO2。
[0005]本發(fā)明涉及一種脫除氣體中⑶2的方法，其特征在于采用三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一種與H3BO3等摩爾比反應(yīng)生成的銨鹽的水溶液為吸收劑，將含CO2的氣體通入裝有吸收劑銨鹽水溶液的吸收塔來吸收脫除C02，吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)為10-20%、被吸收氣體中0)2的體積濃度為0.1-85%、吸收溫度0-50°C，吸收CO2后吸收劑銨鹽水溶液于常壓加熱解吸⑶2可重復使用，其中，吸收劑銨鹽水溶液解吸⑶2的溫度70-103°C、時間20-120mino
[0006]本發(fā)明所述的反應(yīng)條件以吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)14-18%、吸收溫度30-400C、解吸溫度90-102 °C、解吸時間40-60min為佳。
[0007 ]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決這一技術(shù)問題:
[0008]1.三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一種與H3BO3等摩爾比反應(yīng)生成的銨鹽的水溶液為脫碳吸收劑，吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)10-20%，將吸收劑投入脫碳吸收塔內(nèi)，被吸收氣體中0)2的體積濃度為0.1-85%、吸收溫度0-50°C，⑶2經(jīng)過脫碳吸收塔后的尾氣用二氧化碳測定儀測出CO2的氣體濃度，然后測定吸收CO2后在吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量。吸收⑶2后吸收劑銨鹽水溶液于常壓加熱解吸⑶2，解吸溫度70-103 °C、時間20-120min，之后測定解吸CO2后在吸收劑銨鹽水溶液中⑶32—和HC03—的含量，解吸CO2后的吸收劑銨鹽水溶液可重復使用。
[0009]2.本發(fā)明的方法所使用的吸收劑脫碳能力強、可重復使用，分離所得的吸收劑只需加熱解吸即可用于下次吸收脫碳，解吸的CO2可回收，吸收劑重復使用40次，其脫碳能力未見下降。
[0010]本發(fā)明具有如下特點:
[0011 ] 1.吸收劑脫碳速率快、CO2負荷大、重復使用性能佳。
[0012]2.吸收劑吸收COdfi和后易解吸，解吸溫度低，解吸后CO2與吸收劑自然分離。
[0013]3.銨鹽吸收劑溶于水且無蒸氣壓，吸收CO2后所得產(chǎn)物仍為銨鹽，其溶于水也無飽和蒸汽壓，故在吸收和再生過程不存在吸收劑損耗、結(jié)垢堵塞設(shè)備等問題。
[0014]具體實施方法
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的方法做進一步說明，并不是對本發(fā)明的限定。
[0016]實施例1:以三乙烯四胺與H3BO3等摩爾比反應(yīng)生成的銨鹽水溶液為脫碳吸收劑，吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)15%，將吸收劑投入脫碳吸收塔內(nèi)，于30°C下從塔底持續(xù)通入體積百分比濃度為14%的CO2與86%的N2混合氣，CO2經(jīng)過吸收塔脫碳吸收后的尾氣用二氧化碳測定儀測出CO2的氣體濃度，當測得吸收后尾氣中CO2氣體體積濃度為100ppm時停止混合氣的通入，然后測定吸收CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以吸收1.87分子的CO2，吸收CO2后的吸收劑銨鹽水溶液于常壓102 °C解吸⑶260min，并測定解吸CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以解吸1.61分子的CO2，整個過程的脫碳率99.77%,解吸率85.98 %。
[0017]對比實施例1:以15%單乙醇胺水溶液作為脫碳吸收劑，將吸收劑投入吸收塔內(nèi)，于30 0C下從塔底持續(xù)通入體積百分比濃度為14 %的CO2與86 %的N2混合氣，當吸收劑飽和吸收C02，即經(jīng)過吸收塔脫碳吸收后的尾氣用二氧化碳測定儀測出CO2的氣體濃度與通入的CO2氣體濃度相等時，停止混合氣的通入，然后測定吸收CO2后吸收劑單乙醇胺水溶液中CO32 一和HC03—的含量，計算得I分子單乙醇胺可以吸收0.52分子的C02，吸收后飽和的吸收劑單乙醇胺水溶液于常壓102°C解吸C0260min，并測定解吸CO2后吸收劑單乙醇胺水溶液中CO32 一和HC03—的含量，計算得I分子單乙醇胺可以解吸0.33分子的⑶2，整個過程的脫碳率55.37%,解吸率64.38%。
[0018]對比實施例2:以10%單乙醇胺+5%甲基二乙醇胺的溶液作為脫碳吸收劑，將吸收劑投入吸收塔內(nèi)，于300C下從塔底持續(xù)通入體積百分比濃度為14%的⑶2與86%的N2混合氣，當吸收劑飽和吸收C02，即經(jīng)過吸收塔脫碳吸收后的尾氣用二氧化碳測定儀測出CO2的氣體濃度與通入的CO2氣體濃度相等時，停止混合氣的通入，然后測定吸收CO2后吸收劑混合胺水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子混合胺可以吸收0.51分子的C02，吸收后的吸收劑混合胺水溶液于常壓102°C解吸⑶260min，并測定解吸⑶2后吸收劑混合胺水溶液中⑶32—和HC03—的含量，計算得I分子混合胺可以解吸0.30分子的⑶2，整個過程的脫碳率58.56%,解吸率66.38%。
[0019]實施例2:以四乙烯五胺與H3BO3等摩爾比反應(yīng)生成的銨鹽水溶液為脫碳吸收劑，吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)15%，將吸收劑投入脫碳吸收塔內(nèi)，于30°C下從塔底持續(xù)通入體積百分比濃度為14%的CO2與86%的N2混合氣，CO2經(jīng)過吸收塔脫碳吸收后的尾氣用二氧化碳測定儀測出CO2的氣體濃度，當測得吸收后尾氣中CO2氣體體積濃度為100ppm時停止混合氣的通入，然后測定吸收CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以吸收2.17分子的CO2，吸收CO2后的吸收劑銨鹽水溶液于常壓102 °C解吸⑶260min，并測定解吸CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以解吸1.85分子的CO2，整個過程的脫碳率99.82%,解吸率85.17 %。
[0020]實施例3:將實施例1中銨鹽的水溶液為吸收劑，按照實施例1的吸收和解吸條件進行循環(huán)吸收和解吸C0240次，測定第40次吸收CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以吸收1.75分子的C02，吸收CO2后的吸收劑銨鹽水溶液于常壓102°C解吸C0260min，并測定解吸CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以解吸1.59分子的CO2，整個過程的脫碳率99.65%,解吸率90.87 %。
[0021 ]實施例4:將實施例2中銨鹽的水溶液為吸收劑，按照實施例2的吸收和解吸條件循環(huán)吸收和解吸⑶240次，測定第40次吸收CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以吸收2.04分子的⑶2，吸收CO2后的吸收劑銨鹽水溶液于常壓102°C解吸C0260min，并測定解吸⑶2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以解吸1.86分子的CO2，整個過程的脫碳率99.71 %，解吸率91.33 %。
[0022]實施例5:以三乙烯四胺與H3BO3等摩爾比反應(yīng)生成的銨鹽水溶液為脫碳吸收劑，吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)10%，將吸收劑投入脫碳吸收塔內(nèi)，于30°C下從塔底持續(xù)通入體積百分比濃度為0.1 %的CO2與99.9%的N2混合氣，CO2經(jīng)過吸收塔脫碳吸收后的尾氣用二氧化碳測定儀測出CO2的氣體濃度，當測得吸收后尾氣中CO2氣體體積濃度為100ppm時停止混合氣的通入，然后測定吸收CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以吸收1.72分子的C02，吸收C02后的吸收劑銨鹽水溶液于常壓70°C解吸⑶2120min，并測定解吸CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和hco3—的含量，計算得I分子銨鹽可以解吸1.01分子的CO2，整個過程的脫碳率99.57%,解吸率70.68 %。
[0023]實施例6:以四乙烯五胺與H3BO3等摩爾比反應(yīng)生成的銨鹽水溶液為脫碳吸收劑，吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)20%，將吸收劑投入脫碳吸收塔內(nèi)，于(TC下從塔底持續(xù)通入體積百分比濃度為85%的⑶2與15%的犯混合氣，CO2經(jīng)過吸收塔脫碳吸收后的尾氣用二氧化碳測定儀測出CO2的氣體濃度，當測得吸收后尾氣中CO2氣體體積濃度為100ppm時停止混合氣的通入，然后測定吸收CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以吸收2.26分子的⑶2，吸收⑶2后的吸收劑銨鹽水溶液于常壓102°C解吸C0260min，并測定解吸CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以解吸1.92分子的CO2，整個過程的脫碳率99.75%,解吸率85.03 %。
[0024]實施例7:以三乙烯四胺與H3BO3等摩爾比反應(yīng)生成的銨鹽水溶液為脫碳吸收劑，吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)15%，將吸收劑投入脫碳吸收塔內(nèi)，于50°C下從塔底持續(xù)通入體積百分比濃度為14%的CO2與86%的N2混合氣，CO2經(jīng)過吸收塔脫碳吸收后的尾氣用二氧化碳測定儀測出CO2的氣體濃度，當測得吸收后尾氣中CO2氣體體積濃度為100ppm時停止混合氣的通入，然后測定吸收CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以吸收1.44分子的CO2，吸收CO2后的吸收劑銨鹽水溶液于常壓103 °C解吸⑶220min，并測定解吸CO2后吸收劑銨鹽水溶液中C032—和HC03—的含量，計算得I分子銨鹽可以解吸0.94分子的CO2，整個過程的脫碳率99.37%,解吸率75.22 %。
【主權(quán)項】
1.一種脫除氣體中CO2的方法，其特征在于采用三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一種與H3BO3等摩爾比反應(yīng)生成的銨鹽水溶液為吸收劑，將含⑶2的氣體通入裝有吸收劑銨鹽水溶液的吸收塔來吸收脫除CO2，其中所述吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)為10-20%、被吸收氣體中CO2的體積百分比濃度為0.1-85%、吸收溫度0-50°C，吸收CO2后的吸收劑銨鹽水溶液于常壓加熱解吸⑶2可重復使用，其中，吸收劑銨鹽水溶液解吸⑶2的溫度70-103°C、時間20-120mino2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于反應(yīng)條件以吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)14-18%、吸收溫度30-40 °C、解吸溫度90-102 °C、解吸時間40_60min為佳。
【專利摘要】一種脫除氣體中CO2的方法，其特征在于采用三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一種與H3BO3等摩爾反應(yīng)生成的銨鹽的水溶液為吸收劑，使其與含CO2的氣體接觸來吸收脫除CO2，吸收劑銨鹽水溶液的質(zhì)量分數(shù)為10-20％、被吸收氣體中CO2的體積百分比濃度為0.1-85％、吸收溫度0-50℃，吸收CO2后的吸收劑銨鹽水溶液于常壓加熱解吸CO2可重復使用，解吸CO2的溫度70-103℃、時間20-120min。與現(xiàn)有技術(shù)相比：1.吸收劑脫碳速率快、CO2負荷大、循環(huán)使用性能好；2.吸收CO2后易解吸；3.吸收劑易溶于水且無飽和蒸汽壓，不存在結(jié)垢阻塞設(shè)備的問題。
【IPC分類】B01D53/14
【公開號】CN105561736
【申請?zhí)枴緾N201610131184
【發(fā)明人】劉仕偉, 劉悅, 徐學基, 李露, 于世濤, 解從霞, 劉福勝, 宋修艷
【申請人】青島科技大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年3月8日