一种改良的CO₂无机吸收剂的利记博彩app

专利名称：一种改良的CO₂无机吸收剂的利记博彩app
技术领域：
本发明属于气体分离技术领域，尤其涉及一种改良的二氧化碳无机吸收剂。
背景技术：
燃煤电厂(X)2排放是我国温室效应气体的最主要排放源，为达到(X)2减排要求及我 国燃煤发电的可持续发展，捕集和固定燃煤电厂排放的(X)2是一个刻不容缓的重任。从烟 道气中分离并捕集(X)2的方法包括化学吸收法、吸附法、膜分离法等。化学吸收法是目前脱碳工艺中最成熟、工业中试最广泛的技术。常用的吸收剂为 有机胺类。我国第一座燃煤电站烟气中CO2捕集示范装置，就是采用的MEA法工艺，该示范 装置是由华能集团与澳大利亚联邦科学工业研究组织合作并华能北京热电厂建立的，年处 理量为3000吨。然而有机胺作为吸收剂具有吸收剂成本高、再生能耗大、对设备腐蚀性强 等问题，广范围工业应用受到限制。由于以上问题，近十年来，氨溶液由于具有脱碳效率高、吸收CO2能力强、再生能耗 低、溶剂成本低、不易被烟道气中其它气体成分降解、对设备腐蚀性小、能同时脱出其它酸 性气体的特点而引起各国研究者和研究机构的广泛关注。氨法脱碳主要包括两个方向冷却氨吸收法(CAP)和水溶液氨吸收法。冷却氨吸 收法最早由E. Gal提出专利W02006022885，该方法分离过程在0-20°C (0_10°C最佳)、常压 下运行，贫液采用浓度为观衬％、负载量为0. 25-0. 67(0. 33-0. 67最佳)，吸收完后的富液 负载量为0.5-1 (0.67-1最佳)的浆液；再生塔温度为50-200°C (100-150°C最佳)，压力为 2-136个大气压，由于再生过程中释放出高浓度(X)2需在高压下进行运输，所以再生过程高 压减少了输送成本，同时高压条件也限制了水气的挥发，减少了再生能耗。而氨水溶液法吸 收在常温常压下进行，一般不允许颗粒物的生成。法国阿尔斯通(Alstom)公司从2006年起开始了为期5年的冷却氨法脱碳项目， 目前已经采用该法完成了一个5MW的中型项目，计划在2011年实现200MW商业化规模的冷 却氨法工业化应用。美国电力斯本(Powerspan)公司2009年在第9届温室气体控制技术 国际学术会议上提出了 ECO2捕集工艺，该工艺采用碳酸铵溶液吸收CO2,并结合原有的电催 化氧化技术联合脱除烟道气中的S02、NOx和Hg和CO2,08年该公司进行了 I-MW的中试，为 120MW的商业(X)2捕集打下一定基础。在使用氨法吸收烟气中(X)2的工业应用中，由于氨挥发和再生过程中0)2解吸率小 于1等因素，用于吸收(X)2的氨水往往不是新鲜氨水，而是具有(X)2负载量(指吸收液中已 吸收的CO2与总氨的摩尔比，)的氨水溶液；一定总氨(指吸收液中所有包含氮元素的物质， 按照等摩尔比例换算成氨分子的总量)质量分数条件下的氨水，CO2负载量越大，氨逃逸量 越小，富液(X)2负载量越大，再生能耗越小且(X)2解吸效率越大。而氨水吸收(X)2速率随着 负载量的增大而急速减小，因此增大高负载量条件下氨水与(X)2反应速率具有特别重大的意义。

发明内容
本发明提供了一种改良的CO2无机吸收剂，以克服采用低CO2负载量条件下氨逃逸 严重、而高(X)2负载量条件下(X)2脱除率低的缺陷。本发明的目的通过如下技术方案实现一种改良的CO2无机吸收剂，包括碳化氨溶液和添加剂，所述的碳化氨溶液的总 氨质量分数(溶液中所有包含氨分子和铵离子的物质，换算成NH3的质量分数)为4% 12%，最优总氨质量分数为5% 9%。当碳化氨溶液中总氨质量分数为5% 9%时，CO2 脱除效率可达80%以上；如果总氨质量分数低于5%，CO2脱除效率将低于80%，小于一般 燃煤电厂中试脱碳的要求；如果总氨质量分数高于9%，CO2脱除效率随总氨质量分数增大 而增大的幅度小于氨挥发率随总氨质量分数增大而增大的幅度。所述的碳化氨溶液的(X)2负载量为0. 3 0. 7，优选值为0. 3 0. 5。当(X)2负载 量小于0. 3时，碳化氨溶液中氨的挥发率是(X)2负载量为0. 3时的2-6倍；当(X)2负载量大 于0. 7时，吸收剂中主要化学物质之一为碳酸氢铵，由于它在常温常压条件下溶解度较小， 在吸收过程中会有固体颗粒物产生，从而会堵塞反应装置中的填料。CO2负载量最优值选取 0. 3 0. 5，是为了对应总氨质量分数为5% 9%的条件，此时(X)2脱除效率可达到80%以 上，吸收剂在吸收过程可一直处于液体形态，氨挥发率在满足CO2脱除效率的前提下最小。所述的碳化氨溶液由以下组分配制而成当碳化氨溶液的(X)2负载量为0. 3 0. 5时，碳化氨溶液由氨水、碳酸铵与去离子 水配制而成，其中氨与碳酸铵之摩尔浓度比为4 3 0 1;当碳化氨溶液的(X)2负载量为0. 5 0. 7时，碳化氨溶液由碳酸铵、碳酸氢铵与去 离子水配制而成，其中碳酸铵与碳酸氢铵摩尔浓度比为1 0 3 4。所述的添加剂为磷酸钠或磷酸钾，添加剂的摩尔浓度与碳化氨溶液的总氨摩尔浓 度之比为0. 04 0. 20，最优比值为0. 06 1. 20 ；其余量为去离子水。如上所述的改良的(X)2吸收剂的配置方法，包括以下步骤先配制碳化氨溶液，当 CO2负载量为0. 3 0. 5时，将氨水、碳酸铵与去离子水在常温常压条件下混合，当(X)2负载 量为0. 5 0. 7时，将碳酸铵、碳酸氢铵与去离子水在常温常压条件下混合，然后在容量瓶 中用去离子水定容，最后将磷酸钠或者磷酸钾加入到容量瓶中溶解并静置20 40min，让 吸收液中各种物质达到化学平衡。碳化氨溶液本身是一种混合吸收剂，主要通过如下反应吸收C02。
权利要求
1.一种改良的(X)2无机吸收剂，包括碳化氨溶液和添加剂，其特征在于所述的碳化氨溶液的总氨质量分数为4 12%，所述的总氨质量分数指碳化氨溶液中 所有包含氨分子和铵离子的物质，换算成NH3的质量分数；所述的碳化氨溶液的(X)2负载量为0. 3 0. 7 ；所述的碳化氨溶液由以下组分配制而成当碳化氨溶液的(X)2负载量为0. 3 0. 5时，碳化氨溶液由氨水、碳酸铵与去离子水配 制而成，其中氨与碳酸铵的摩尔浓度比为4 3 0 1;当碳化氨溶液的(X)2负载量为0. 5 0. 7时，碳化氨溶液由碳酸铵、碳酸氢铵与去离子 水配制而成，其中碳酸铵与碳酸氢铵摩尔浓度比为1 0 3 4;所述的添加剂为磷酸钠或磷酸钾；所述的添加剂的摩尔浓度与碳化氨溶液的总氨摩尔浓度之比为0. 04 0. 20。
2.如权利要求1所述的改良的CO2无机吸收剂，其特征在于所述的碳化氨溶液的总氨 质量分数为5 9%。
3.如权利要求1所述的改良的(X)2无机吸收剂，其特征在于所述的碳化氨溶液的CO2 负载量为0.3 0.5。
4.如权利要求1所述的改良的CO2无机吸收剂，其特征在于所述的添加剂的摩尔浓度 与碳化氨溶液的总氨摩尔浓度之比为0. 06 1. 20。
全文摘要
本发明公开了一种改良的CO2无机吸收剂，包括碳化氨溶液和添加剂，所述的碳化氨溶液的总氨质量分数为4％～12％，所述的添加剂为磷酸钠或磷酸钾，添加剂的摩尔浓度与碳化氨溶液的总氨摩尔浓度之比为0.04～0.20，其余量为去离子水。本发明的CO2无机吸收剂适用于燃煤电厂、工业过程的脱碳，具有以下优点与有机胺溶液相比较，具有溶剂成本低、再生能耗低、对设备腐蚀性小等优点；与简单氨溶液相比较，具有氨挥发量小，CO2脱除率高、CO2解吸率高等优点。
文档编号B01D53/62GK102078743SQ201110000719
公开日2011年6月1日 申请日期2011年1月5日 优先权日2011年1月5日
发明者刘越, 吴忠标, 张佩芳, 王海强 申请人:浙江大学