本發(fā)明屬于氣體分離凈化，具體涉及一種煙氣脫碳吸收劑與脫碳的方法。

背景技術(shù)：

1、全球氣候變暖是人類社會(huì)所面臨的重大挑戰(zhàn)之一，二氧化碳的過量排放已被廣泛認(rèn)為是引起全球氣候變化的最重要來源之一。為了減少co2的排放，發(fā)展經(jīng)濟(jì)、高效、規(guī)?；腸o2捕集技術(shù)勢在必行。目前，吸收二氧化碳主要有吸附法、化學(xué)吸收法、膜吸收法、低溫分餾法等，使用化學(xué)溶劑的化學(xué)吸收法被認(rèn)為是最有效的燃燒后co2捕集方法。有機(jī)胺溶液是常用的吸收劑，主要有乙醇胺(mea)、二乙醇胺(dea)、三乙醇胺(tea)及甲基二乙醇胺(mdea)、aeea(羥乙基乙二胺)及deta(二乙烯三胺)等。其中，mea具有吸收速率快、吸收容量高、粘度低等優(yōu)點(diǎn)，但其再生能耗高，且容易發(fā)生降解。而dea溶液的co2吸收容量較低，tea和mdea的co2吸收速率則相對較慢。aeea與deta等多胺類物質(zhì)也存在粘度較高，再生速率較慢等不足。

2、研究發(fā)現(xiàn)，哌嗪類有機(jī)胺與乙二胺與醇胺相比，具有沸點(diǎn)高、溶劑發(fā)揮損耗少、對設(shè)備腐蝕小等優(yōu)勢。而有機(jī)胺法捕集二氧化碳工藝存在的主要問題仍為煙氣脫碳吸收劑流失損耗大、解吸能耗高等不足，開發(fā)低揮發(fā)、低解吸能耗的高效的二氧化碳化吸收劑一直是二氧化碳捕集工藝技術(shù)研究的難點(diǎn)與熱點(diǎn)。

3、現(xiàn)有的煙氣脫碳吸收劑的主要成份一乙醇胺、哌嗪、二氮雜二環(huán)辛烷等沸點(diǎn)較低(148.5℃～174℃)，在溶液再生過程中，其揮發(fā)性大、損耗較多，脫碳溶液的穩(wěn)定性差，進(jìn)而影響脫碳系統(tǒng)的穩(wěn)定性；雖然二乙醇胺沸點(diǎn)高，但容易氧化降解，其堿性大，與二氧化碳結(jié)合力強(qiáng)，需要消耗較高的解吸能耗；二乙烯三胺、四乙烯五胺等活化劑與二氮雜二環(huán)辛烷等主吸收劑協(xié)同提高了二氧化碳的脫除效果，但存在煙氣脫碳吸收劑解吸效率低等不足，另外二乙烯三胺等直鏈型有機(jī)胺存在較容易氧化、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。

4、因此，提供一種能夠兼顧吸收與解析性能、減少煙氣脫碳逃逸，處理能耗較低的煙氣吸收劑成為需待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種煙氣脫碳吸收劑與脫碳的方法，本發(fā)明提供的煙氣脫碳吸收劑能夠兼顧吸收與解析性能、減少煙氣脫碳逃逸，處理能耗較低。

2、本發(fā)明提供了一種煙氣脫碳吸收劑，包括：

3、5wt％～45wt％的主吸收組分，所述主吸收組分選自雙羥基烷基哌嗪類化合物；

4、2wt％～40wt％的活化劑，所述活化劑選自哌嗪與單羥基烷基哌嗪類化合物的混合物；

5、0wt％～5wt％的消泡劑；

6、0wt％～5wt％的抗氧化劑；

7、20wt％～80wt％的水。

8、優(yōu)選的，所述雙羥基烷基哌嗪類化合物選自n,n-二-(2-羥基乙基)哌嗪、n,n-二-(3-羥基丙基)哌嗪、n-2-羥基乙基-n-3-羥基丙基哌嗪中的一種或多種。

9、優(yōu)選的，所述的單羥基烷基哌嗪類化合物為n-2-羥基乙基哌嗪、n-3-羥基丙基哌嗪的一種或其混合物，哌嗪與單羥基烷基哌嗪類化合物的質(zhì)量比為1：0.1～10。

10、優(yōu)選的，所述的消泡劑為聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乙二醇硅氧烷的一種或多種。

11、優(yōu)選的，所述的抗氧化劑為2,6-二叔丁基對甲酚、4-叔丁基鄰苯二酚、十二烷基對苯二酚、對羥基苯酚中的一種或多種。

12、優(yōu)選的，所述煙氣脫碳吸收劑的ph為8～12。

13、本發(fā)明還提供了一種上述煙氣脫碳吸收劑的制備方法，包括以下步驟：

14、將主吸收組分、活化劑、消泡劑、抗氧化劑和水混合，得到煙氣脫碳吸收劑。

15、本發(fā)明還提供了一種循環(huán)脫除煙氣中二氧化碳的系統(tǒng)，包括：二氧化碳煙氣配氣裝置(2)、二氧化碳吸收裝置(3)、再生塔(9)、換熱系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)；

16、所述二氧化碳吸收裝置(3)中設(shè)置有權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的煙氣脫碳吸收劑；

17、所述再生塔(9)的塔頂處設(shè)置有酸氣抽氣裝置(13)。

18、本發(fā)明還提供了一種循環(huán)脫除煙氣中二氧化碳的方法，包括二氧化碳的吸收、二氧化碳的解析、煙氣脫碳吸收劑循環(huán)利用和煙氣中脫碳劑的捕集回收，所述二氧化碳的吸收采用上述煙氣脫碳吸收劑進(jìn)行吸收。

19、本發(fā)明還提供了一種循環(huán)脫除煙氣中二氧化碳的方法，包括以下步驟：

20、(1)二氧化碳吸收：將含有二氧化碳的待處理煙氣與煙氣脫碳吸收劑在20～60℃條件下進(jìn)行吸收，得到富液和凈化處理的煙氣；

21、(2)二氧化碳解吸：所述富液加熱至80～100℃進(jìn)入再生塔進(jìn)行解吸，控制再生塔塔頂壓力為-10～60kpa，解吸再生得到二氧化碳?xì)怏w和貧液；

22、(3)煙氣脫碳吸收劑循環(huán)利用：將步驟(2)得到的貧液經(jīng)換熱冷卻后作為煙氣脫碳吸收劑用于步驟(1)；

23、(4)煙氣中脫碳劑的捕集回收：在步驟(1)凈化后得到的煙氣在二氧化碳吸收裝置(3)上部的脫碳劑回收塔(3-2)中采用脫鹽水進(jìn)行洗滌，洗滌液用于煙氣脫碳劑的配液或補(bǔ)入步驟(3)的貧液中。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種煙氣脫碳吸收劑，包括：5wt％～45wt％的主吸收組分，所述主吸收組分選自雙羥基烷基哌嗪類化合物；2wt％～40wt％的活化劑；0wt％～5wt％的消泡劑；0wt％～5wt％的抗氧化劑；20wt％～80wt％的水。本發(fā)明提供的煙氣脫碳吸收劑具有良好的穩(wěn)定性、能夠兼顧吸收與解析性能。本發(fā)明提供的脫碳劑可以脫除與回收石灰石回轉(zhuǎn)窯煙氣、高爐煤氣、天然氣、電廠鍋爐煙氣、高爐熱風(fēng)爐煙氣、焦?fàn)t煙道氣等混合氣體中的二氧化碳，該煙氣脫碳劑具有煙氣中二氧化碳解吸率大、再生能耗低、揮發(fā)性低等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種煙氣脫碳吸收劑，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫碳吸收劑，其特征在于，所述雙羥基烷基哌嗪類化合物選自n,n-二-(2-羥基乙基)哌嗪、n,n-二-(3-羥基丙基)哌嗪、n-2-羥基乙基-n-3-羥基丙基哌嗪中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫碳吸收劑，其特征在于，所述的單羥基烷基哌嗪類化合物為n-2-羥基乙基哌嗪、n-3-羥基丙基哌嗪的一種或其混合物，哌嗪與單羥基烷基哌嗪類化合物的質(zhì)量比為1：0.1～10。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫碳吸收劑，其特征在于，所述的消泡劑為聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乙二醇硅氧烷的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫碳吸收劑，其特征在于，所述的抗氧化劑為2,6-二叔丁基對甲酚、4-叔丁基鄰苯二酚、十二烷基對苯二酚、對羥基苯酚中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫碳吸收劑，其特征在于，所述煙氣脫碳吸收劑的ph為8～12。

7.一種如權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的煙氣脫碳吸收劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.一種循環(huán)脫除煙氣中二氧化碳的系統(tǒng)，其特征在于，包括：二氧化碳煙氣配氣裝置(2)、二氧化碳吸收裝置(3)、再生塔(9)、換熱系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)；

9.一種循環(huán)脫除煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于，包括二氧化碳的吸收、二氧化碳的解析、煙氣脫碳吸收劑循環(huán)利用和煙氣中脫碳劑的捕集回收，所述二氧化碳的吸收采用權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的煙氣脫碳吸收劑進(jìn)行吸收。

10.一種循環(huán)脫除煙氣中二氧化碳的方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種煙氣脫碳吸收劑，包括：5wt％～45wt％的主吸收組分，所述主吸收組分選自雙羥基烷基哌嗪類化合物；2wt％～40wt％的活化劑；0wt％～5wt％的消泡劑；0wt％～5wt％的抗氧化劑；20wt％～80wt％的水。本發(fā)明提供的煙氣脫碳吸收劑具有良好的穩(wěn)定性、能夠兼顧吸收與解析性能。本發(fā)明提供的脫碳劑可以脫除與回收石灰石回轉(zhuǎn)窯煙氣、高爐煤氣、天然氣、電廠鍋爐煙氣、高爐熱風(fēng)爐煙氣、焦?fàn)t煙道氣等混合氣體中的二氧化碳，該煙氣脫碳劑具有煙氣中二氧化碳解吸率大、再生能耗低、揮發(fā)性低等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：邱正秋,楊強(qiáng),王建山,許杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9