在此披露了一種用于從含CO2的氣體流中去除CO2的方法，其中將該含CO2的氣體流與一種水性銨溶液相接觸。該水性銨溶液包括0.1%-40%w/v、v/v/w/w的氨、以及一種濃度范圍為0.01%-10%wt或v/v或w/v的可溶鹽，該可溶鹽具有的陽離子是選自第IA、IIA、IIIA以及IVA族金屬的組，連同抗衡陰離子是選自第VIIA族元素的陰離子、NO3-、SO42-、OH-、PO43-以及HCO3-的組。本發明專利技術還擴展到一種包括水性銨溶液和以上可溶鹽的CO2捕集溶劑。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及胺以及它們在從氣流中捕集ニ氧化碳中的用途。
技術介紹
對于溫室氣體的固定生產者存在著不斷增長的壓カ來顯著降低它們的大氣排放。特別關注的是ニ氧化碳(CO2)到大氣中的排放。減少大氣CO2排放的ー種方法是通過在一個點源將其捕集并且隨后儲存在地質的或其他儲存器中。用于從發電站以及其他燃燒煙氣的裝置中捕集CO2的方法被稱為燃燒后捕集(PCC)0用于PCC的最成熟的市售技術是基于溶劑的CO2吸收/釋放。當實踐廣泛推廣的PCC技術時，將會要求大量的溶劑，如氨和胺。從另ー個角度來看，一個燃燒粉碎的黑煤的典 型2. 4GW發電機產生了約30-50噸CO2/分鐘，或680kmol/分鐘。清楚的是，將在這個等級的PCCエ廠中循環使用的溶劑量是空前的。溶劑和溶劑降解產物(通過氧化和熱過程生產的)的潛在環境影響需要考慮，尤其是當通過溶劑滑脫(slippage)以這個規模而釋放到局部環境中時可能是不可避免的時候。用于CO2捕集的最有吸引力的物理溶劑是具有以下特性的那些，諸如高熱穩定性、極低的蒸氣壓力、不可燃性、以及無毒性。此類材料具有以在氣體流中極小的溶劑損失來捕集CO2的潛力。使用氨溶液從煙氣流中去除CO2從化學的觀點來看是有吸引人的，具有相對于從氣體混合物中回收CO2長久已知的使用一こ醇胺(MEA)或其他胺作為溶劑的的系統而言多個重要的優點。這些優點包括I. SOjP NOx可以得到吸收，其可能性是將用過的溶劑溶液作為肥料(SOjP NOx降解胺溶劑)而有利地出售。2.在廣泛的商業應用中，氨是ー種低成本的化學品。3.對于此種方法所要求的總能量設計是對于MEA系統所要求的約40%。關于這種氨法，該溶劑溶液由銨、碳酸氫鹽離子以及到一個較小程度的碳酸鹽組成，該碳酸鹽與溶解的氨(水性)、以及溶解的CO2 (水性)相平衡。在該吸收塔中，水和氨與CO2 (水性)發生反應以便形成碳酸氫鹽離子或者氨基甲酸銨離子，其中該反應在汽提塔中通過施加能量而發生逆變。這些相關聯的水相反應可以通過以下總體的方程來概述toon] CQt + HtO + NHs HCO3' + IMH/ (方程 I)CO2 2NH3 料 NH2CCXT+ NH/ (方程 2)HCO3" + NH3 ο CO32' + NH/ (方程3)_4] CO32- + H2O + CO2 料 2HC03"(方程 4)氨是ー種輕質分子(分子量=17道爾頓)，它在高于-30攝氏度的溫度(在大氣溫度)以上是氣體，并且容易溶解在水中。將水性銨溶液用氣體流(如在ー種后燃燒捕集過程中)鼓泡將會導致氨離開該溶液并且進入到氣相中。離開該吸收塔的氣相游離氨的量值是與水性氨的量值成比例的，這通過溶液化學作用和熱力學因素(如溫度)來控制更高的溫度使得氣相氨的量值增加。對氨法的主要關注已經是與該吸收塔和汽提塔相關聯的氨損失(或“滑移”)。用來緩解從捕集設備中的氨滑移的ー種可能的途徑是使用添加劑以提高氨水的沸騰溫度，因此通過鹽-或共沸的作用來降低氨損失。本專利技術的ー個目的是克服或者至少減輕與使用氨作為CO2捕集溶劑相關聯的這些問題中的ー個或多個。在該說明書中提及任何現有技術不被并且應該不被認為是一種承認或者任何形式的建議，即該現有技術形成了在澳大利亞或任何其他司法管轄區域中公共常識的一部分，或者該現有技術可以被本領域內普通技術人員合理預期進行確定、理解、并且視為相關。 專利技術概述因此，在ー個方面，本專利技術提供了ー種用于從含CO2的氣體流中去除CO2的方法，包括以下步驟使該含CO2的氣體流與ー種CO2捕集溶劑相接觸；C02捕集溶劑包含或組成為ー種水性銨溶液以及ー種可溶鹽；該水性銨溶液含O. l%wt到40%wt的氨并且該可溶鹽的濃度范圍是O. 01%-10%wt,該可溶鹽具有一種或多種選自下組的陽離子，該組由以下各項組成第ΙΑ、IIA、IIIAjP IVA族金屬的陽離子，連同一種或多種選自下組的抗衡陰離子，該組由以下各項組成 第VIIA元素的陰離子、以及NO3' SO42' OH—、PO43'以及HC03_以及其他水可溶的抗衡陰離子；并且將CO2該含CO2的氣體流中吸收到該CO2捕集溶劑中。在本專利技術的另一方面，提供了ー種CO2捕集溶剤，該溶劑包括或構成為ー種具有的氨濃度是O. l%wt 一直到40%的水性銨溶液，以及ー種濃度范圍是O. 01%wt-10%wt的可溶鹽，該可溶鹽具有一種或多種選自下組的陽離子，該組由以下各項組成第IA、IIA、IIIA、和IVA族金屬，連同一種或多種選自下組的抗衡陰離子，該組由以下各項組成第VIIA元素的陰離子、以及N03_、SO廣、0H_、PO43'以及HCO3-或其他水可溶的抗衡陰離子。在本專利技術的以上方面的一個優選形式中，該可溶鹽的陽離子是選自下組中的ー種或多種元素的陽離子，該組由以下各項組成Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra,并且這些陰離子是選自下組中的一種或多種陰離子，該組由以下各項組成元素F、Cl、Br、I、At的陰離子，以及NO3' SO42' OH—、PO43'以及HCO3-或其他水可溶的抗衡陰離子。該添加劑可以是多種鹽的ー種溶液、ー種純固體、或幾種鹽的一種多相固體混合物、或者多種水性鹽(溶解在水中的鹽)的ー種混合物。該添加劑在添加時可以是結晶的、粉狀的、熔融的、或者任何其他狀態。該鹽還可以作為ー種水合結晶固體來添加，即，該鹽是ー種含結晶水的固體。這些鹽還可以作為ー種混合的固體鹽來添加，例如Na00K(H)CK這些鹽可以溶解在一種與水易混合的溶劑中用于添加到大量的水性銨溶液中。在本專利技術的優選形式中，這些水可溶鹽所添加的濃度是O. lwt-5%wt并且最優選是lwt-3%wt。用于CO2捕集的水性銨溶液的濃度的范圍是在從O. l%wt 一直到40%wt的濃度。這種添加劑的唯一目的是減少溶解的氨的量值，在吸收發電站煙氣中包含的CO2時該溶解的氨被轉移到氣相中。該氨可以是唯一的CO2捕集溶劑或者它可以與其他溶劑一起共混。這些其他溶劑可以包括任何CO2捕集胺，其處于小于氨在該共混溶劑中的濃度的任何溶度。一些常見的適合的捕集溶劑的化學結構在以下呈現權利要求1.ー種CO2捕集溶劑包括 ー種具有的氨濃度為O. l%w/w到40%w/v的水性銨溶液； 以及ー種基于該CO2捕集溶劑的、濃度范圍是O. 01%wt-10%wt的可溶鹽，該水可溶鹽具有的陽離子是選自的第IA、IIA、IIIA和IVA族的金屬的組，以及抗衡陰離子是選自第VIIA族元素的陰離子、N03_、SO42' OH-、P043_以及HC03_的組。2.如權利要求I所述的捕集試劑，其中，該可溶鹽的陽離子是選自下組，該組由以下各項組成Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra的陽離子，并且這些陰離子是選自下組，該組由以下各項組成元素F、CI、Br、I、At的陰離子，以及N03_、S042_、0H_、Ρθ/_、以及HC03_。3.如權利要求2所述的捕集試劑，其中，該陽離子是選自鋇、銫、或銣的陽離子。4.如權利要求2所述的捕集試劑，其中，該陰離子是氯離子、硝酸根、或PO4'5.如權利要求I或3所述的捕集試劑，其中，這些水可溶鹽所添加的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：菲爾·杰克森，莫塔茲·伊布拉伊姆·阿塔拉，本杰明·杰克·巴林杰，
申請(專利權)人：聯邦科學與工業研究組織，
類型：
國別省市：
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