CN103476489A - 低成本的固定化胺可再生固体吸附剂 - Google Patents

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Abstract

一种改良介于固体吸附剂组合物中的固定化胺的官能团和与所述官能团化学相互作用的化合物之间的化学相互作用从而降低化合物从固体吸附剂上解吸附所需的热量的方法。一种抑制固定化胺固体吸附剂中的固定化胺降解的方法。使用抗降解的低成本可再生固定化胺固体吸附剂的组合物和方法。

Description

低成本的固定化胺可再生固体吸附剂
发明背景
本主题涉及制备低成本的可再生固定化胺固体吸附剂的方法，及使用所述吸附剂可再生地从气体流中除去诸如CO2、SO2或其他酸性气体的化合物的组合物和方法。
燃煤电厂的烟道气中的二氧化硫(SO2)主要通过湿式洗涤器方法除去，所述湿式洗涤器方法涉及需要大量能量的大型设备的使用及腐蚀性硫酸盐副产物的产生。通过使用固体吸附剂工艺可显著减少由于前述因素引起的SO2除去的固定成本和操作成本。
已证明，SO2可强有力地结合在固定于固体表面上的胺分子的官能团上。（Khatri,Rajesh A.，等人Thermal and Chemical Stability ofRegenerable Solid Amine Sorbent for CO2Capture.Energy&Fuels(2006),20(4),1514-1520）。然而，由于这种强有力的结合，SO2不容易从固定化胺上解吸附。尝试着使SO2在高于180℃的温度下解吸附的结果是导致固定化胺分解。
为了提高固体吸附剂上的胺的热稳定性，以及为了消除在从气体流中除去CO2、SO2或其他酸性气体的过程中的降解问题及为了减少CO2、SO2或其他酸性气体除去过程的总成本，已发现在产生吸附剂的过程中，诸如二醇的醇物质的存在可抑制固体载体上固定化胺的高温分解。
发明概要
本发明提供了改良介于固体吸附剂组合物中的固定化胺的官能团和与所述官能团化学相互作用的化合物之间的化学相互作用的方法。与未经改良的介于所述官能团与所述化合物之间的相互作用相比较，改良化学相互作用使得使所述化合物从所述官能团上解吸附所需的热量减少。改良可通过使介于所述官能团与所述化合物之间的化学相互作用在醇物质的存在下发生来完成。
进一步提供了包括抑制固体吸附剂组合物中的固定化胺的官能团降解的方法。可通过在固体吸附剂组合物中包括无机碱来实现抑制。
进一步提供了可再生固定化胺固体吸附剂组合物。所述组合物可包含固体载体颗粒和固定化胺。固定化胺可包含粘合剂和容易吸附化合物的胺。吸附剂组合物可额外包含能够降低用于断裂介于化合物与固定化胺之间的键的阈温度的醇物质，及无机碱。
进一步提供了从气体流中除去化合物的方法。所述方法可包括在气体流中使用可再生固体吸附剂。可再生固体吸附剂可包含容易化学吸附化合物的固定化胺、能够降低用于断裂介于化合物与胺之间的键的阈温度的醇物质，及无机碱。所述方法可进一步包括让可再生固体吸附剂从气体流中吸附化合物，及将固体吸附剂加热至高于用于断裂介于吸附的化合物与固定化胺之间的键的阈温度但低于使固定化胺离解的阈温度的温度。
进一步提供了双固定化胺可再生固体吸附剂组合物。所述组合物包含固体载体颗粒，其具有孔、孔口和无孔表面区域。该孔可包含容易化学吸附第一化合物的第一胺、能够降低用于断裂介于第一化合物与第一胺之间的键的阈温度的醇物质、粘合剂，与无机碱的组合物。孔口和无孔表面区域可包含容易化学吸附第二化合物的第二胺、能够降低用于断裂介于第二化合物与第二胺之间的键的阈温度的醇物质、粘合剂，与无机碱的组合物。
进一步提供了制备用于吸附第一化合物和第二化合物的双固定化胺可再生固体吸附剂的方法。所述方法可包括将第一组合物浸渍到固体载体的孔中。第一组合物可包含容易化学吸附第一化合物的第一胺、粘合剂、能够降低用于断裂介于第一化合物与第一胺之间的键的阈温度的醇物质，及无机碱。在用第一组合物浸渍孔之后，可任选地用溶剂部分填充该孔。所述方法可进一步包括用第二组合物处理由此产生的固体载体。第二组合物可包含容易化学吸附第二化合物的第二胺、粘合剂、能够降低用于断裂介于第二化合物与第二胺之间的键的阈温度的醇物质，及无机碱。所述方法可进一步包括（任选地）从孔中除去溶剂。
附图简述
仅举例来说，下文参考表和附图更全面地描述某些非限制性实施方案，其中：
图1是TPS可再生固体吸附剂的SO2捕获容量的说明图；
图2是TPS可再生固体吸附剂的CO2捕获特性的说明图；
图3是PhPS可再生固体吸附剂的CO2捕获容量的说明图；
图4是PhPS可再生固体吸附剂的SO2捕获特性的说明图；
图5是PhPS可再生固体吸附剂的H2S捕获特性的说明图；
图6是PhPS可再生固体吸附剂的NO捕获特性的说明图。
详述
提供了改良化合物与固定化胺的化学相互作用从而降低化合物可从固定化胺上解吸附的温度的方法。化合物可从固定化胺上解吸附的温度可称为解吸附阈温度。可将解吸附阈温度降低至低于固定化胺否则将开始分解的温度，或固定化胺分解阈温度。这种方法不仅可通过减少解吸附所需的能量来降低解吸附过程的成本，而且还可以使得使迄今为止不能解吸附的化合物解吸附成为可能。
还提供了减少固定化胺固体吸附剂的降解的方法，以及在抵抗气体流中的否则将会阻断期望化合物的除去或导致降解的化合物的同时从气体流中除去期望化合物的方法和组合物。
前述方法使得生产抗降解的低成本可再生固定化胺固体吸附剂成为可能。该吸附剂组合物包含其上含有固定化胺的固体载体。当吸附剂可被暴露于许多使化合物吸附和解吸附的循环中而吸附剂仅出现很少的分解或无分解时，所述吸附剂可被认为是可再生的。许多循环可为（例如，而非限制性地）超过350个循环、超过400个循环、超过450个循环，或超过500个循环。另外，吸附剂组合物可以以抑制固定化胺降解及固定化胺吸附能力下降的方式制备。可减少或最小化生产吸附剂的成本、吸附剂中所用的材料，及使化合物从吸附剂上解吸附所需的能量。
固定化胺为复合物，其中各个邻近胺分子已相对于彼此和可能诸如固体载体颗粒或大分子的固定物体静止不动或固定化。在一种方法中，由于各个邻近胺分子上的胺官能团的一部分连接在一起，胺变成固定化胺。鉴于胺倾向于与有机化合物形成键，可将有机粘合剂与胺混合而使其与各个胺分子上的胺官能团的一部分结合，从而使胺官能团连接起来。随着粘合剂一般在介于约20℃与160℃之间的温度下固化，它将邻近胺分子连接在一起，从而形成固定化胺。在固化之前，可将胺/粘合剂混合物浸渍在固体载体上，以便粘合剂的固化将还使胺相对于固体载体固定。粘合剂基于诸如固定化胺的热和化学稳定性的考虑因素来进行选择，但是任何含有与胺化学反应的官能团的化学化合物都可为粘合剂候选物。在某些实施方案中，粘合剂可为环氧树脂，例如而非限制性地，双酚环氧树脂(bisphenol epoxy)、双酚A的二缩水甘油醚(DGEBA)、EPON-828，或它们的混合物。在某些实施方案中，粘合剂可选自诸如含异氰酸酯化合物（例如2,4-甲苯二异氰酸酯二聚体）的其他聚合物。
前述方法可与包括但不限于伯胺和仲胺的任何程度的胺配合使用。虽然仲胺一般表现出更吸引人的化学吸附能力，但仲胺可能昂贵。由于仲胺的高成本，所述使用于固体吸附剂中的胺固定的方法由于允许使用较低成本的伯胺而可用于降低固定化胺吸附剂的成本。具体地，粘合剂与一级基团（primary group）的键合过程使伯胺转化为仲胺官能团。因此，固定化不仅可防止胺腐蚀，而且还是在不牺牲性能的情况下降低固体吸附剂成本的有效方法。
另外，可使用的胺包含脂肪族胺、芳族胺，或它们的混合物。虽然脂肪族和芳族胺上的官能团都可吸引和吸附各种各样的化合物，但都具有可用于特定目的的性质。例如，脂肪族胺表现出强碱的性质并且可用于吸附表现出弱酸性质的化合物，例如CO2。类似地，芳族胺表现出弱碱的性质并且可用于吸附表现出强酸性质的化合物，例如，SO2。
不幸的是，某些化合物在与固定化胺化学吸附时形成比介于粘合剂与固定化胺中的胺之间的键更强的键。对于此类化合物，通过使所述化合物解吸附来使吸附剂再生是不可能的。如上所提及的此种化合物的一个实例为SO2。化学吸附在固定化胺上的SO2的键在被加热至高于180℃的温度时没有发生解吸附。在这个温度下，固定化胺分解。
提供了通过使化合物在醇物质的存在下吸附在固定化胺上来降低化学吸附在固定化胺吸附剂上的化合物的解吸附阈温度的方法。化合物可被吸附的典型操作温度可介于20℃与80℃之间。已发现，醇物质可改良化合物与固定化胺的官能团的化学相互作用。与未经改良的反应相比较，所述改良导致吸附的化合物在较低的温度下解吸附。可例如通过在固定化胺组合物中包括醇物质来使化学吸附在醇物质的存在下发生。如果在制备固定化胺的过程中在固化阶段期间存在醇物质，那么在化学相互作用期间存在醇物质。也可将吸附剂悬浮在醇物质中，然后将吸附剂引入到含有待吸附化合物的流中。另一种替代方案可以为将醇物质雾状物注入到含有待吸附化合物的气体流中，使得化合物和醇物质都被携载至吸附位点。存在于组合物中的醇物质的量可通过红外光谱法测定。组合物中的醇物质可为任何包含C-OH基团的化合物，包括(但不限于)醇类、二醇类和三醇类。醇类的一些非限制性实例包括聚乙二醇、聚乙烯醇，或它们的混合物。
还提供了抑制固定化胺的官能团降解的方法。在某些气体流(例如烟道气)中，可能存在酸性气体。气体流可包含酸性气体，例如硫化合物，例如，二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)、羰基硫(COS)、CS2、thiopene、二苯并噻吩、四氢噻吩(THT)、二甲基硫醚(DMS)、硫醇、叔丁基硫醇(TBM)、2-甲基-2丙硫醇、1-丙硫醇、异丁硫醇、2-丁硫醇、1-丁硫醇、1-戊硫醇、1-己硫醇，及1-庚硫醇。气体流可包含酸性气体，例如，氮化合物，例如一氧化氮(nitric oxide)和氧化氮(nitrogenoxide)。气体流可包含其他酸性气体，例如，二氧化碳。这些和其他酸性气体可与固定化胺上的官能团反应，或形成可与所述官能团反应的化合物，从而永久地改变所述官能团并降低吸附剂可再生的吸附剂容量或使固定化胺分解。已发现，加入无机碱可抑制胺官能团的降解。无机碱可包含任何碱金属或碱土金属的碳酸盐、碳酸氢盐或氢氧化物中的任一种。无机碱的一些非限制性实例包括Na2CO3和NaOH。
吸附剂制剂可含有固体载体、粘合剂、胺、醇物质，及无机碱。固体载体可基于诸如其相对于胺官能团的化学惰性性质的考虑因素来进行选择。固体载体的颗粒可为多孔或无孔颗粒，并且可包含(例如而非限制性地)氧化物，例如，SiO2、氧化铝、氧化钙、氧化镁，或它们的混合物；金属，例如(而非限制性地)，铁、铝、铝合金、钢、钢合金；碳材料，例如(而非限制性地)，活性炭；或它们的组合。
可通过将所述成分混合并使用本领域中已知的浸渍方法将混合物浸渍在固体载体上来制备组合物。可采用溶剂溶解成分以便充分混合，并然后除去溶剂从而让粘合剂固化。溶剂可包含水、有机溶剂如醇类、酮类、四氢呋喃(THF)、氯代烃类、脂肪族和芳族烃类，或它们的组合。在某些实施方案中，可使用溶剂洗涤固体载体以除去过量或未反应的胺、粘合剂、醇物质和无机碱。如果需要团粒或细粒而不是粉末，那么可让粘合剂不仅键合在同一固体载体颗粒上的邻近胺分子之间，而且穿过颗粒从而使颗粒键合在一起。可采用聚合物模板获得具有所需形态的团粒或细粒。用作模板的聚合物不能对吸附剂或粘合剂上使用的胺有反应性。聚合物模板的一些非限制性实例可为PEG500、聚乙烯醇，或任何其他水溶性聚合物，或它们的混合物。在使聚合物模板周围的胺/粘合剂固化后，可洗去聚合物模板从而产生空隙，其充当使化合物容易扩散通过吸附剂的大孔和/或微孔。整个过程可在介于-196℃与250℃之间的温度下完成。
本发明主题为在气体流中采用解吸附改良的固定化胺可再生固体吸附剂作准备。在操作温度下将吸附剂放置在气体流中。操作温度可介于20℃与80℃之间，或介于30℃与70℃之间，或甚至介于40℃与60℃之间。吸附剂可驻留在气体流中直至一定量的期望化合物已吸附到吸附剂上。然后可将吸附剂加热至高于化学吸附的化合物的经改良解吸附温度，但低于吸附剂中固定化胺的分解阈温度的温度。固定化胺可能在大约120℃开始分解，而本发明主题允许在介于60℃与120℃，或70℃与110℃之间，或80℃与100℃之间的温度下解吸附。当化合物已充分、完全或部分解吸附并且胺官能团充分、完全或部分再生时，可将吸附剂放回气体流中用于进一步吸附。
在某些实施方案中，本主题可用于从烟道气中除去SO2。在未经改良的固定化胺吸附剂中，SO2的解吸附阈温度可能高于180℃，其将导致未经改良的固定化胺分解。在诸如聚乙二醇的醇物质的存在下制备固定化胺使得使SO2在低于100℃下解吸附成为可能。在某些实施方案中，本主题可用于从烟道气中除去CO2。通过使CO2在聚乙二醇的存在下被吸附，可使CO2在低至70℃的温度下解吸附。
还考虑了除去气体流中的多种组分。所制备的用于应对多组分气体流的挑战的吸附剂可包括具有无孔表面区域的多孔固体载体。可将胺、粘合剂、醇物质和无机碱的第一组合物浸渍到固体载体的孔中。可将胺、粘合剂、醇物质和无机碱的第二组合物浸渍到固体载体的孔口和无孔表面区域中。为了使第二组合物不进入孔中，在用第一组合物浸渍孔之后，可用溶剂(例如而非限制性地，水或有机溶剂)填充孔。当第二组合物已被浸渍和固化时，可例如通过干燥除去孔中的溶剂。另外，在浸渍第二组合物之前，可用期望被吸附的化合物处理第一组合物从而允许胺官能团与所述化合物结合。这种双胺结构可用于靶向气体流中的期望被吸附的特定化合物，或用于靶向特定化合物，同时提供用于吸附否则将会干扰特定化合物的吸附的化合物的替代位点。
在某些实施方案中，制备吸附剂以应对从含有硫化合物和氮化合物的烟道气中除去CO2的挑战。制备含有脂肪族胺、双酚环氧树脂、聚乙二醇和Na2CO3的第一固定化组合物。将所述成分溶解在乙醇(EtOH)中并浸渍到SiO2载体的孔中。通过蒸发除去EtOH，并让环氧树脂固化，从而使胺固定。用CO2处理该颗粒从而允许胺官能团与CO2分子结合。然后用水填充该孔至略低于孔口，并制备第二组合物。第二组合物含有芳族胺、双酚环氧树脂、聚乙二醇和Na2CO3。将第二组合物溶解在EtOH中并浸渍到SiO2颗粒的孔口和无孔表面区域中。除去EtOH并让第二组合物固化。从孔中除去水，该吸附剂已准备就绪，可用于除去CO2。在这个实施方案中，双胺结构允许CO2吸附到孔内的固定化胺上，同时在固定化胺支撑表面和孔口上提供用于吸附否则将干扰CO2的吸附的硫化合物和硫副产物以及氮化合物的位点。
对于本领域技术人员而言显而易见的，在不偏离所提供的主题的总范围的情况下可对实施例中描述的实施方案作出修改和更改。所提供的主题意欲包括在所附权利要求书或其等价形式的范围内的所有此类更改和变化。
实施例
实施例1–制备新型可再生固体吸附剂制剂：
制备10g“TPS24/36/40”
将6g TEPA（四亚乙基五胺）与9g PEG（聚乙二醇200）一起搅拌。在搅拌下向烧杯中加入大致相等的体积的EtOH（乙醇）。然后将混合物倒到log二氧化硅上并搅拌直至吸附剂被适当地包覆。当被适当地包覆时，该混合物可能看起来像柠檬沙冰。然后在100℃下烘烤吸附剂直至所有EtOH都已蒸发。
环氧树脂掺杂
将0.444g环氧粘合剂(EPON)溶解在6-7g EtOH中。采用70℃的热板来帮助溶解。然后将EPON/Et0H混合物倒到10g TPS24/36/40上，并均匀地混合并在100℃下烘烤直至所有EtOH都蒸发。
Na2CO3添加
称出一1og的环氧树脂掺杂的吸附剂（该吸附剂表示为TPS24/36/40—0.222环氧树脂（Epon）），并将其与溶解在6g水中的0.1gNa2CO3合并在一起。搅拌该混合物直至所有吸附剂都被包覆，然后在烘箱中于100℃烘烤该混合物直至所有水蒸发。当所有水蒸发时，最终产物为不透明的白色物质。
实施例2–制备新型可再生固体吸附剂组合物并测定它的可再生SO2和CO2捕获容量
使用两种不同的二氧化硅，粒状二氧化硅(A)和粉末二氧化硅(B)，采用与实施例1的程序类似的利用连续浸渍法和不同顺序的程序制备四种吸附剂。使用的原始材料的量在表1中列出。
表1：以重量计的所制备的吸附剂的组成
样本标签 EPON TEPA PEG 乙醇 SiO2 Na2CO3 水
TPS(A)-E24/36/40-100+Na2CO3 0.355 0.96 1.44 4 1.6 0.4 2.4
TPS(A)-E36/24/40-100+Na2CO3 0.267 1.44 0.96 6 1.6 0.4 2.4
TPS(B)-E24/36140-100+Na2CO3 0.355 0.96 1.44 4 1.6 0.4 2.4
TPS(B)-E36/24/40-100+Na2CO3 0.267 1.44 0.96 6 1.6 0.4 2.4
制备TPS(A)24/36/40（大约4g）
将环氧树脂(EPON)与TEPA混合并搅拌直至EPON溶解在TEPA中。向EPON/TEPA混合物中加入PEG并充分搅拌。将混合物浸渍到二氧化硅上并向二氧化硅浆液中加入乙醇。在烘箱中于100℃加热吸附剂从而蒸发过量的乙醇。
Na 2 CO 3 添加
将0.04g Na2CO3溶解在水中并将Na2CO3溶液浸渍到上面的吸附剂上。在烘箱中于100℃加热吸附剂以蒸发过量的水从而获得不透明的白色吸附剂。
通过下列程序测定这些吸附剂的SO2和CO2捕获容量。在每次试验中，将吸附剂在烘箱中于100℃加热7分钟以除去任何吸附的来自环境大气的物质CO2。然后用99%SO2或纯CO2的连续流使该样品饱和，持续10分钟。捕获之前和之后样品的重量差值为特定吸附剂捕获的SO2或CO2的量。再次在烘箱中于100℃加热这些吸附剂以除去饱和的CO2，并进一步测试这些吸附剂的捕获容量。进行十次试验，并计算在每个独立循环中捕获的SO2或CO2。将测试的吸附剂保存在烘箱中于100℃过夜用于热降解的评价。在第2天和第3天针对3个循环的SO2捕获进一步评价这些吸附剂。在三天的降解研究之后，利用粉末SiO2和24%TEPA以及36%PEG制备的吸附剂表现出最高的SO2捕获容量。针对每次试验的SO2捕获结果在图1中的表中示出，且CO2捕获结果在图2中的表中示出。
图2中的数据代表从制备并测试的超过50种吸附剂获得的数据的最佳集合中的一个。这些吸附剂经受超过35个小时的在100℃下在空气中的热降解研究。在这项研究中，CO2的吸附在30℃下进行，且解吸附在100℃进行。在热降解研究之前、期间和之后测量CO2捕获容量。
还通过ADA Environmental Solution()通过在55℃下在12%CO2、4%O2、平衡N2中吸附及在80-95℃下解吸附来测试上述吸附剂中的两种。通过ADA获得的CO2捕获容量和稳定性结果与图2中报告的那些一致。
就CO2捕获而言，我们能够制备具有大于1.5mmol/g的CO2捕获容量的固体胺吸附剂。该吸附剂在超过35小时的热处理下没有降解。预期这种吸附剂可承受超过500个CO2吸附/解吸附循环而不发生显著降解。
实施例2–间苯二胺/PEG/EPON/SiO2吸附剂的CO2、SO2、H2S和NO捕获
下列实施例证明间苯二胺/PEG/EPON/SiO2+Na2CO3吸附剂表现出对CO2、SO2、H2S和NO的捕获能力。间苯二胺为芳族胺。PEG为二醇，EPON为环氧树脂。
实验
吸附剂制备
为了方便起见，本研究中的化学物缩写如下：聚乙二醇-200(PEG;P)EPON-826(EPON;E)、间苯二胺(Ph)、SiO2(S)。这项研究中使用两种形式的二氧化硅：Tixosil68(A)和(B)。吸附剂用以下符号缩写，PhPS-E1024/36/50+Na2CO3是24wt%Ph-36wt%P-40Wt%S-E（10= EPON/TEPA的摩尔比）+Na2CO3的缩写。
间苯二胺/PEG/EPON/SiO2+Na2CO3吸附剂是通过在搅拌下将EPON溶解在PEG/乙醇溶液中5min，接着加入间苯二胺团粒来制备。用上面的混合物浸渍二氧化硅，并在烘箱中于100℃干燥该二氧化硅15-20min直至过量的乙醇蒸发。向该固体吸附剂中加入Na2CO3水溶液并在烘箱中于100℃干燥15-20min以除去过量的水。吸附剂的具体组成在表2中给出。
表2在吸附剂的制备中使用的不同组分的组成。
Figure BDA0000370067080000121
*干燥后除去
CO2捕获
通过下列程序测定吸附剂的CO2捕获容量。在每次试验中，将吸附剂在烘箱中于100℃加热7分钟以除去任何吸附的来自环境大气的CO2。然后用纯CO2连续流使样品饱和，持续10min。在CO2捕获之前和之后样品的重量差值被认为是特定吸附剂捕获的CO2的量。再次在烘箱中于100℃加热吸附剂以除去捕获的CO2并重复上面的步骤以测定进一步的CO2捕获容量。以相同的程序测定SO2、H2S，和NO捕获容量。
结果和讨论
图3和表3示出间苯二胺/PEG/EPON/SiO2+Na2CO3吸附剂的CO2捕获容量。在第一天期间该捕获容量轻微增加。在烘箱中于100℃处理吸附剂15h并重新测试CO2捕获，结果CO2捕获容量增加。再在烘箱中于100℃进一步处理15h，这导致CO2捕获容量小幅增加。CO2捕获容量的增加在SiO2(B)载体的情况下更显著。
图4和表4示出间苯二胺/PEG/EPON/SiO2+Na2CO3吸附剂的SO2捕获。PhPS(B)-E24/36/40-100+Na2CO3吸附剂表现出最高的SO2捕获容量。没有对这些吸附剂进行进一步热处理。
图5和表5示出间苯二胺/PEG/EPON/SiO2+Na2CO3吸附剂的H2S捕获容量。该捕获容量在三次试验中保持恒定。
图6和表6示出间苯二胺/PEG/EPON/SiO2+Na2CO3吸附剂的NO捕获容量。该捕获容量在三次试验中保持恒定。
CO2捕获
表3间苯二胺/PEG/EPON/SiO2+Na2CO3吸附剂连续三天的CO2捕获结果
Figure BDA0000370067080000141
SO2捕获
表4间苯二胺/PEG/EPON/SiO2+Na2CO3吸附剂的SO2捕获结果
Figure BDA0000370067080000142
H2S捕获
表5间苯二胺/PEG/EPON/SiO2+Na2CO3吸附剂的H2S捕获结果
Figure BDA0000370067080000143
NO捕获
表6间苯二胺/PEG/EPON/SiO2+Na2CO3吸附剂的NO捕获结果
Figure BDA0000370067080000151
在已提供数值范围的前述描述中，应理解，介于该范围的上限和下限之间的每个居中数值以及在该陈述的范围内的任何其他陈述的或居中的数值都包括在本主题内。除非另外定义，否则本文所使用的所有科技术语都具有与本主题所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。虽然在本发明主题的实践或测试中也可使用与本文所描述的那些相似或等价的任何方法和材料，但是本文描述了有限数量的示例性方法和材料。
必须注意，如本文使用及在所附权利要求书中的单数形式“一个（种）”和“该（所述）”包括复数指代，除非上下文另外明确地规定。

Claims (20)

1.一种改良介于i)固体吸附剂组合物中的固定化胺的胺官能团和ii)与所述胺官能团化学相互作用的气体化合物之间的化学相互作用的方法，其通过使所述气体化合物在醇物质的存在下吸附在所述固定化胺上来实现。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述固定化胺由在固体载体上的脂肪族或芳族胺及环氧树脂制备，所述固体载体包含氧化物、金属、碳材料，或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述化学吸附的化合物为酸性气体，所述酸性气体包含二氧化硫、硫化氢、羰基硫、CS2、thiopene、二苯并噻吩、四氢噻吩、二甲基硫醚、硫醇、叔丁基硫醇、2-甲基-2丙硫醇、1-丙硫醇、异丁硫醇、2-丁硫醇、1-丁硫醇、1-戊硫醇、1-己硫醇，及1-庚硫醇、一氧化氮、氧化氮、二氧化碳，或它们的一些组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述醇物质为二醇。
5.一种方法，其包括：
a.抑制固体吸附剂组合物中的固定化胺的胺官能团降解
b.通过在所述固体吸附剂组合物中包括无机碱。
6.一种可再生固定化胺固体吸附剂组合物，其包含：
a.固体载体颗粒，
b.固定化胺，
i.其中所述固定化胺包含粘合剂和容易吸附化合物的胺，
c.能够降低用于断裂介于所述化合物与所述固定化胺之间的键的阈温度的醇物质，以及；
d.无机碱。
7.根据权利要求5所述的组合物，其中所述固体载体颗粒为SiO2。
8.根据权利要求5所述的组合物，其中所述胺为脂肪族或芳族胺。
9.根据权利要求5所述的组合物，其中所述粘合剂为环氧树脂。
10.根据权利要求5所述的组合物，其中所述醇物质为聚乙二醇。
11.根据权利要求5所述的组合物，其中所述无机碱为Na2CO3。
12.一种从气体流中除去化合物的方法，其包括：
a.在所述气体流中使用可再生固体吸附剂，其中所述可再生固体吸附剂包含，
i.容易化学吸附所述化合物的固定化胺，
ii.能够降低用于断裂介于所述化合物与所述胺之间的键的阈温度的醇物质，以及
iii.无机碱，
b.让所述可再生固体吸附剂从所述气体流中吸附所述化合物，以及；
c.将所述固体吸附剂加热至高于用于断裂介于所述吸附的化合物与所述固定化胺之间的键的阈温度但低于使所述固定化胺离解阈温度的温度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述气体流为烟道气，所述化合物为CO2，所述固体载体为SiO2，所述胺为脂肪族胺，所述粘合剂为环氧树脂，所述醇物质为聚乙二醇，并且所述无机碱为Na2CO3。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述气体流为烟道气并且所述化合物为SO2，所述固体载体为SiO2，所述胺为脂肪族胺，所述粘合剂为环氧树脂，所述醇物质为聚乙二醇，并且所述无机碱为Na2CO3。
15.一种制备用于吸附第一化合物和第二化合物的双固定化胺可再生固体吸附剂的方法，其包括：
a.将第一组合物浸渍到固体载体的孔中，所述第一组合物包含，
i.容易化学吸附所述第一化合物的第一胺，
ii.粘合剂，
iii.能够降低用于断裂介于所述第一化合物与所述第一胺之间的键的阈温度的醇物质，以及
iv.无机碱，
b.在用所述第一组合物浸渍所述孔之后，任选地用溶剂部分填充所述孔，
c.用第二组合物处理由此产生的固体载体，所述第二组合物包含，
i.容易化学吸附所述第二化合物的第二胺，
ii.粘合剂，
iii.能够降低用于断裂介于所述第二化合物与所述第二胺之间的键的阈温度的醇物质，以及
iv.无机碱，以及；
d.任选地，从所述孔中除去所述溶剂。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一化合物为CO2并且所述第一组合物包含脂肪族胺、聚乙二醇、环氧树脂和Na2CO3，而所述第二化合物为SO2并且所述第二组合物包含芳族胺、聚乙二醇、环氧树脂和Na2CO3。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述溶剂为水。
18.一种双固定化胺可再生固体吸附剂组合物，其包含：
a.具有孔、孔口和无孔表面区域的固体载体颗粒，
b.其中所述孔含有容易化学吸附第一化合物的第一胺、能够降低用于断裂介于所述第一化合物与所述第一胺之间的键的阈温度的醇物质、粘合剂，与无机碱的组合物，以及；
c.其中所述孔口和无孔表面区域含有容易化学吸附第二化合物的第二胺、能够降低用于断裂介于所述第二化合物与所述第二胺之间的键的阈温度的醇物质、粘合剂，与无机碱的组合物。
19.根据权利要求18所述的组合物，其中所述固体载体颗粒为SiO2颗粒，所述第一化合物为CO2，所述容易化学吸附第一化合物的胺为脂肪族胺，所述醇物质为聚乙二醇，所述粘合剂为环氧树脂，并且所述无机碱为Na2CO3。
20.根据权利要求18所述的组合物，其中所述固体载体颗粒为SiO2颗粒，所述第二化合物为SO2，所述容易化学吸附第二化合物的胺为芳族胺，所述醇物质为聚乙二醇，所述粘合剂为环氧树脂，并且所述无机碱为Na2CO3。
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