CN109331610A - 捕集废气中co2的相变吸收剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种捕集废气中CO2的相变吸收剂。所述捕集废气中CO2的相变吸收剂由醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂以及水组成，且在所述捕集废气中CO2的相变吸收剂中醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂、水的质量比为(15％～20％):(5％～10％):(0.01％～0.1％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.1％):(70％～80％)。所述捕集废气中CO2的相变吸收剂能增大CO2的吸收容量、提高CO2的捕集率、降低对设备的腐蚀速率、提高自身稳定性、降低再生温度、降低再生能耗、提高降解效果。

Description

捕集废气中CO2的相变吸收剂
技术领域
本发明属于气体分离技术领域，具体涉及一种捕集废气中CO2的相变吸收剂。
背景技术
烟气CO2捕集技术是将CO2从燃料燃烧后的烟道气中分离出来，实现CO2富集的工艺方法。普通烟气的压力小体积大，CO2浓度低，而且含有大量的N2，因此捕获系统庞大同时耗费大量的能源。目前CO2的捕集技术众多，主要包括物理吸收法、物理化学吸收法、化学吸收法、变压吸附法、膜分离法和和低温分离法等。在众多二氧化碳捕获技术中，最成熟的技术是吸收法。其中，化学溶剂吸收法是目前仅有的已进入工业规模试验的技术，它省去了对现有燃烧技术和相关设施的改造，可直接使用液态溶剂捕获分离CO2。
化学吸收法的原理是：低温下吸收剂与CO2发生化学反应将其吸收，然后加热使饱和吸收剂发生逆反应将CO2解吸出来，其中解吸的作用是回收CO2，同时再生吸收剂(恢复吸收剂的能力)。该法适用于CO2分压较低，净化度要求高的情况，但是由于吸收过程中吸附剂与CO2发生化学变化，往往需要加热才能再生，因此CO2吸收剂再生的能耗需求、蒸汽成本和运行过程降解损耗是化学吸收法工艺中一个无法回避的问题，也是脱碳成本的重要来源之一。
从上个世纪30年代开始，应用于CO2捕集技术的化学吸收剂经历了三代发展，从一代的MEA、DEA、MDEA等吸收剂到二代的AEEA、DEEA、PZ等复合胺吸收剂，再到相变吸收剂(两相吸收剂)、无水吸收剂、离子液体等三代吸收剂，这使得CO2吸收剂的再生能耗从5.0GJ/tCO2降低到2.8GJ/tCO2，但仍旧存在吸收剂综合脱碳能力低，腐蚀性强、易起泡，解吸能耗较高、再生温度高、抗氧化降解能力不强的问题。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种捕集废气中CO2的相变吸收剂，其能增大CO2的吸收容量、提高CO2的捕集率、降低对设备的腐蚀速率、提高自身稳定性、降低再生温度、降低再生能耗、提高降解效果。
为了达到上述目的，本发明提供了一种捕集废气中CO2的相变吸收剂，其由醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂以及水组成，且在所述捕集废气中CO2的相变吸收剂中醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂、水的质量比为(15％～20％):(5％～10％):(0.01％～0.1％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.1％):(70％～80％)。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂能增大CO2的吸收容量、提高CO2的捕集率、降低对设备的腐蚀速率、提高自身稳定性，从而可以高效地捕集废气中体积压力小、浓度低的CO2；同时本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂还能降低再生温度、降低再生能耗、提高解吸效果，其再生能耗较常规吸收剂降低明显。
说明书附图
图1是在1000Nm3/d CO2捕集连续测试中的试实验装置。
其中，附图标记说明如下：
1-废气进口；2-吸收塔；3-富液泵；4-相分离器；5-再生相泵；6-贫富液换热器；7-加热器；8-解析塔；9-搅拌器；10-贫液泵；11-冷却器；12–配液槽；13-废气出口；14-再生相泵；15-水冷器；16-气液分离器；17-CO2出口；18-水冷器；19-气液分离器；20-CO2出口；21-洗涤水进；22-洗涤水出；23-热流进；24-热流出；25-热流进；26-热流出。
具体实施方式
下面详细说明根据本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂。
根据本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其由醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂以及水组成；所述捕集废气中CO2的相变吸收剂中醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂、水的质量比为(15％～20％):(5％～10％):(0.01％～0.1％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.1％):(70％～80％)。
在本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂中，醇胺类吸收剂所占的比重较大，且吸收CO2的量大，是吸收和解吸废气中的CO2的主体吸收剂，而胺类吸收剂所占的比重相较于醇胺类吸收剂稍低，且吸收CO2量小，是吸收和解吸废气中的CO2的辅助吸收剂。
本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂与废气中的CO2接触时会发生反应，醇胺类吸收剂可与CO2反应生成氨基碳酸盐，胺类吸收剂可与CO2反应生成氨基羧酸盐，氨基碳酸盐溶液与氨基羧酸盐溶液不相溶，因此随着反应的进行会逐渐发生两相分离，即比重相对较大的醇胺类吸收剂吸收多量CO2生成的氨基碳酸盐溶液(吸收了多量CO2以至达到饱和)与比重相对较小的胺类吸收剂吸收少量CO2生成的氨基羧酸盐溶液发生两相分离，然后将含多量CO2的氨基碳酸盐溶液(不可避免的会有含少量CO2的氨基羧酸盐溶液)输送至解吸塔进行解吸，可以显著地减少进入解吸塔中的液体流量，进而可降低CO2的再生温度并减少CO2的再生能耗。此外，在CO2解吸过程中，随着解吸的进行，再生的醇胺类吸收剂和胺类吸收剂还可利用自身的自萃取作用(即，再生的醇胺吸收剂可萃取氨基碳酸盐溶液中的醇胺吸收剂，再生的胺吸收剂可萃取氨基羧酸盐溶液中的胺吸收剂)加速CO2解吸过程的进行，从而可进一步降低CO2的再生能耗。
优选地，所述醇胺类吸收剂选自乙醇胺、二乙醇胺、戊二醇胺、二乙基乙醇胺、2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、1,3-二氨基丙烷、吗啉、叔丁胺基乙氧基乙醇、N,N-二乙基乙醇胺、甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、叔丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中的一种或几种。
优选地，所述胺类吸收剂选自异丙胺、正丁胺、正戊胺、异戊胺、二异丁胺、异丁胺、乙胺、丙胺、二仲丁胺、二苯胺、3-甲氨基丙胺、1,4-丁二胺、N,N-二甲基丁胺、N-甲基环己胺、N,N-二异丙基乙胺、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、二异辛胺、异辛胺、二正丙胺、三正丙胺、对硝基苯胺、N,N-二甲基环己胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、哌嗪中的一种或几种。
本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂中的纳米颗粒可以起到强化气液传质的作用，即纳米颗粒可以作微颗粒反应中心，能够有效地提高捕集废气中CO2的相变吸收剂的导热系数，增强捕集废气中CO2的相变吸收剂的传热速率，加快捕集废气中CO2的相变吸收剂与CO2之间的反应速率，从而增加CO2的吸收容量和捕集率。
球形颗粒的表面积与其直径的平方成正比，球形颗粒的体积与其直径的立方成正比，故球形颗粒的比表面积(表面积/体积)与其直径成反比。随着球形颗粒的直径逐渐变小，其比表面积将会逐渐增加，当球形颗粒的直径减小到纳米级时(此时的球形颗粒通常被称为纳米颗粒)，不仅会引起纳米颗粒表面原子数迅速增加，而且纳米颗粒的表面积、表面能都会迅速增加，这主要是由于处于纳米颗粒表面的原子数较多，而其表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同所引起的，当纳米颗粒表面的原子数增多时，组成纳米颗粒的所有原子几乎全部分布在表面，因此表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性质，易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很大的化学活性，球形颗粒的微粒化伴有这种活性表面原子的增多，其表面能大大增加。这种表面原子的活性不但引起纳米颗粒表面原子输运和构型变化，同时也引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化。概括而言，纳米颗粒的比表面积越大，其表面活性就越大，对捕集废气中CO2的相变吸收剂在吸收CO2过程中的传质促进作用就越大，从而越有利于吸收CO2。
优选地，所述纳米颗粒的粒径D50为10nm～100nm。
优选地，所述纳米颗粒的比表面积为4m2/g～90m2/g。
优选地，所述纳米颗粒选自TiO2颗粒、ZnO颗粒、CuO颗粒、MgO颗粒中的一种或几种。
本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂中的缓蚀剂可以缓解捕集废气中CO2的相变吸收剂对CO2捕集系统中各管道和设备的腐蚀作用，降低对CO2捕集系统腐蚀速率。
优选地，所述缓蚀剂选自咪唑啉、四级铵盐、铬酸钾、重铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、磷酸钠中的一种或几种。
本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂中的抗氧化剂可以减缓捕集废气中CO2的相变吸收剂自身的氧化降解，使捕集废气中CO2的相变吸收剂具有稳定性好的优点。
优选地，所述抗氧化剂选自偏钒酸钠、酒石酸钾纳、硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或几种。
本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂中消泡剂可以减少捕集废气中CO2的相变吸收剂在运行过程中的气泡产生，提高捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收和解吸能力，并同时可避免原料的浪费。
优选地，所述消泡剂选自二甲基硅油、庚醇、辛醇、壬醇、聚醚、聚醚改性硅中的一种或几种。
在根据本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂中，所述废气的种类并没有特别地限制，可根据实际情况进行应用。具体地，所述废气可包括煤燃烧烟道气、天然气燃烧烟道气、水泥厂尾气、钢铁厂尾气、化工反应尾气以及油田含CO2伴生气。
在根据本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂中，所述废气中CO2的体积分数可为5％～50％。
在根据本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂中，所述废气的压力可为0.01MPag～2MPag。
下面结合实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要注意的是，下述实施例均在1000Nm3/d CO2捕集连续测试中的试实验装置上完成。
实施例1
配制300L捕集废气中CO2的相变吸收剂，其中，醇胺类吸收剂的含量为20wt％，组成为：戊二醇胺10wt％、4-氨基-1-丁醇5wt％、N,N-二乙基乙醇胺5wt％；胺类吸收剂的含量8wt％，组成为：正丁胺4wt％、二仲丁胺4wt％；纳米颗粒的含量为0.5wt％，组成为：TiO20.25wt％、ZnO 0.25wt％，粒径D50为50nm，比表面积为1m2/g；缓蚀剂的含量为0.1wt％，组成为：铬酸钾0.04wt％、重铬酸钾0.06wt％；抗氧化剂的含量为0.1wt％，组成为：酒石酸钾纳0.05wt％、硫代硫酸钠0.05wt％；消泡剂的含量为0.02wt％，组成为：聚醚0.02wt％；水的含量为71.28wt％。
测试过程：将温度为40℃，气相CO2分压力为0.1MPa的含有CO2、O2和N2的混合气体(模拟烟气组分)输入充有上述捕集废气中CO2的相变吸收剂的1000Nm3/d CO2捕集连续测试实验装置，其中吸收塔的塔径为150mm，塔高为15m，填料层高为10m；解吸塔的塔径为150mm，塔高为12m，填料层高为8m；溶液循环量为500L/h，进气量为42Nm3/h，捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收温度为40℃，解吸温度由再生塔底加热器控制。吸收塔底、解吸塔底均设有取样口。开始试验后每天取样分析，其中吸收塔底、解吸塔底取样分析测定溶液中CO2含量，连续运转一周后解吸塔底取样利用GC-MS气质联用色谱仪分析溶液组分测定降解率，连续运转一周后停运装置。相关测试数据见表1。
表1捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收、解吸试验结果
实施例2
配制300L捕集废气中CO2的相变吸收剂，其中，醇胺类吸收剂的含量为20wt％，组成为：乙醇胺10wt％、二乙基乙醇胺5wt％，N-甲基二乙醇胺5wt％；胺类吸收剂的含量为5wt％，组成为：异丙胺2wt％、正丙醇胺3wt％；纳米颗粒的含量为0.5wt％，组成为：TiO20.25wt％、ZnO 0.25wt％，粒径D50为50nm，比表面积为1m2/g；缓蚀剂的含量为0.2wt％，组成为：铬酸钾0.1wt％、磷酸钠0.1wt％；抗氧化剂的含量为0.2wt％，组成为：偏钒酸钠0.1wt％、亚硫酸氢钠0.1wt％；消泡剂的含量为0.1wt％组成为：二甲基硅油0.1wt％；水的含量为74wt％。
测试过程：将温度为40℃，气相CO2分压力为0.2MPa的含有CO2、O2和N2的混合气体(模拟烟气组成)输入充有上述捕集废气中CO2的相变吸收剂的500Nm3/d CO2捕集连续测试实验装置，其中吸收塔的塔径为150mm，塔高为12m，填料层高为8m；解吸塔的塔径为150mm，塔高为10m，填料层高为6m；溶液循环量为2000L/h，进气量为21Nm3/h，捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收温度为40℃，解吸温度由再生塔底加热器控制。吸收塔底、解吸塔底均设有取样口。开始试验后每天取样分析，其中吸收塔底、解吸塔底取样分析测定溶液中CO2含量，连续运转一周后解吸塔底取样利用GC-MS气质联用色谱仪分析溶液组分测定降解率，连续运转一周后停运装置。相关测试数据见表2。
表2捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收、解吸试验结果
实施例3
配制300L捕集废气中CO2的相变吸收剂，其中，醇胺类吸收剂的含量为15wt％，组成为：二乙基乙醇胺5wt％、2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇5wt％、3-氨基-1-丙醇5wt％；胺类吸收剂的含量为10wt％，组成为：正戊胺5wt％、二乙胺5wt％；纳米颗粒的含量为0.1wt％，组成为：MgO 0.05wt％、CuO0.05wt％，粒径D50为50nm，比表面积为1m2/g；缓蚀剂的含量为0.02wt％组成为：咪唑啉0.01wt％、四级铵盐0.01wt％；抗氧化剂的含量为0.2wt％，组成为：焦亚硫酸钠0.1wt％、硫代硫酸钠0.1wt％；消泡剂的含量为0.08wt％，组成为：聚醚改性硅0.08wt％；水的含量为74.6wt％。
测试过程：将温度为40℃，气相CO2分压力为0.4MPa的含有CO2、O2和N2的混合气体(模拟烟气组成)输入充有上述捕集废气中CO2的相变吸收剂的500Nm3/d CO2捕集连续测试实验装置，其中吸收塔的塔径为150mm，塔高为12m，填料层高为8m；解吸塔的塔径为150mm，塔高为10m，填料层高为6m；溶液循环量为2000L/h，进气量为21Nm3/h，捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收温度为40℃，解吸温度由再生塔底加热器控制。吸收塔底、解吸塔底均设有取样口。开始试验后每天取样分析，其中吸收塔底、解吸塔底取样分析测定溶液中CO2含量，连续运转一周后解吸塔底取样利用GC-MS气质联用色谱仪分析溶液组分测定降解率，连续运转一周后停运装置。相关测试数据见表3。
表3捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收、解吸试验结果
实施例4
配制300L以捕集废气中CO2的相变吸收剂，其中，醇胺类吸收剂的含量为20wt％组成为：叔丁胺基乙氧基乙醇10wt％、三乙醇胺5wt％、叔丙醇胺5wt％；胺类吸收剂的含量为5wt％组成为：二异丁胺2wt％、1,4-二氨基丁烷3wt％；纳米颗粒的含量为0.1wt％组成为：TiO2 0.5wt％、MgO 0.5wt％，粒径D50为10nm，比表面积为90m2/g；缓蚀剂的含量为0.1wt％，组成为：铬酸钾0.05wt％、亚硝酸钠0.05wt％；抗氧化剂的含量为0.2wt％，组成为：焦亚硫酸钠0.1wt％、硫代硫酸钠0.1wt％；消泡剂的含量为0.1wt％，组成为：二甲基硅油0.1wt％；水的含量为74.5wt％。
测试过程：将温度为40℃，气相CO2分压力为0.4MPa的含有CO2、O2和N2的混合气体(模拟烟气组成)输入充有上述捕集废气中CO2的相变吸收剂的500Nm3/d CO2捕集连续测试实验装置，其中吸收塔的塔径为150mm，塔高为12m，填料层高为8m；解吸塔的塔径为150mm，塔高为10m，填料层高为6m；溶液循环量为2000L/h，进气量为21Nm3/h，捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收温度为40℃，解吸温度由再生塔底加热器控制。吸收塔底、解吸塔底均设有取样口。开始试验后每天取样分析，其中吸收塔底、解吸塔底取样分析测定溶液中CO2含量，连续运转一周后解吸塔底取样利用GC-MS气质联用色谱仪分析溶液组分测定降解率，连续运转一周后停运装置。相关测试数据见表4。
表4捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收、解吸试验结果
实施例5
配制300L捕集废气中CO2的相变吸收剂，其中，醇胺类吸收剂的含量为18wt％，组成为：3-氨基-1-丙醇10wt％、N-甲基二乙醇胺4wt％、叔丙醇胺4wt％；胺类吸收剂的含量为7wt％组成为：1,4-丁二胺4wt％、对硝基苯胺3wt％；纳米颗粒的含量为0.1wt％组成为：TiO2 0.5wt％、MgO 0.5wt％，粒径D50为50nm，比表面积为10m2/g；；缓蚀剂的含量为0.15wt％，组成为：铬酸钾0.1wt％、硝酸钠0.05wt％；抗氧化剂的含量为0.2wt％，组成为：偏钒酸钠0.1wt％、酒石酸钾纳0.1wt％；消泡剂的含量为0.05wt％，组成为：辛醇0.05wt％；水的含量为74.5wt％。
测试过程：将温度为40℃，气相CO2分压力为0.6MPa的含有CO2、O2和N2的混合气体(模拟烟气组成)输入充有上述捕集废气中CO2的相变吸收剂的500Nm3/d CO2捕集连续测试实验装置，其中吸收塔的塔径为150mm，塔高为12m，填料层高为8m；解吸塔的塔径为150mm，塔高为10m，填料层高为6m；溶液循环量为2000L/h，进气量为21Nm3/h，捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收温度为40℃，解吸温度由再生塔底加热器控制。吸收塔底、解吸塔底均设有取样口。开始试验后每天取样分析，其中吸收塔底、解吸塔底取样分析测定溶液中CO2含量，连续运转一周后解吸塔底取样利用GC-MS气质联用色谱仪分析溶液组分测定降解率，连续运转一周后停运装置。相关测试数据见表5。
表5捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收、解吸试验结果
实施例6
配制300L捕集废气中CO2的相变吸收剂，其中，醇胺类吸收剂的含量为17wt％，组成为：1,3-二氨基丙烷8wt％、叔丁胺基乙氧基乙醇5wt％、吗啉4wt％；胺类吸收剂的含量为9wt％，组成为：N,N-二甲基丁胺6wt％、三正丙胺3wt％；纳米颗粒的含量为0.08wt％组成为：ZnO 0.04wt％、MgO0.04wt％，粒径D50为60nm，比表面积为8m2/g；缓蚀剂的含量为0.2wt％，组成为：重铬酸钾0.1wt％、磷酸钠0.1wt％；抗氧化剂的含量为0.15wt％，组成为：硫代硫酸钠0.1wt％、焦亚硫酸钠0.05wt％；消泡剂的含量为0.05wt％，组成为：聚醚改性硅0.05wt％；水的含量为73.52wt％。
测试过程：将温度为40℃，气相CO2分压力为0.6MPa的含有CO2、O2和N2的混合气体(模拟烟气组成)输入充有上述捕集废气中CO2的相变吸收剂的500Nm3/d CO2捕集连续测试实验装置，其中吸收塔的塔径为150mm，塔高为12m，填料层高为8m；解吸塔的塔径为150mm，塔高为10m，填料层高为6m；溶液循环量为2000L/h，进气量为21Nm3/h，捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收温度为40℃，解吸温度由再生塔底加热器控制。吸收塔底、解吸塔底均设有取样口。开始试验后每天取样分析，其中吸收塔底、解吸塔底取样分析测定溶液中CO2含量，连续运转一周后解吸塔底取样利用GC-MS气质联用色谱仪分析溶液组分测定降解率，连续运转一周后停运装置。相关测试数据见表6。
表6捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收、解吸试验结果
实施例7
配制300L捕集废气中CO2的相变吸收剂，其中，醇胺类吸收剂的含量为20wt％，组成为：叔丁胺基乙氧基乙醇10wt％、1,3-二氨基丙烷5wt％、N-甲基二乙醇胺5wt％；胺类吸收剂的含量为10wt％，组成为：N,N-二异丙基乙胺5wt％、异辛胺5wt％；纳米颗粒的含量为0.1wt％，组成为：ZnO0.05wt％、MgO 0.05wt％，粒径D50为100nm…，比表面积为4m2/g；缓蚀剂的含量为0.2wt％，组成为：磷酸钠0.1wt％、铬酸钾0.1wt％；抗氧化剂的含量为0.2wt％，组成为：硫代硫酸钠0.1wt％、焦亚硫酸钠0.1wt％；消泡剂的含量为0.1wt％，组成为：庚醇0.1wt％；水的含量为69.4wt％。
测试过程：将温度为40℃，气相CO2分压力为0.8MPa的含有CO2、O2和N2的混合气体(模拟烟气组成)输入充有上述捕集废气中CO2的相变吸收剂的500Nm3/d CO2捕集连续测试实验装置，其中吸收塔的塔径为150mm，塔高为12m，填料层高为8m；解吸塔的塔径为150mm，塔高为10m，填料层高为6m；溶液循环量为2000L/h，进气量为21Nm3/h，捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收温度为40℃，解吸温度由再生塔底加热器控制。吸收塔底、解吸塔底均设有取样口。开始试验后每天取样分析，其中吸收塔底、解吸塔底取样分析测定溶液中CO2含量，连续运转一周后解吸塔底取样利用GC-MS气质联用色谱仪分析溶液组分测定降解率，连续运转一周后停运装置。相关测试数据见表7。
表7捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收、解吸试验结果
实施例8
配制300L捕集废气中CO2的相变吸收剂，其中，醇胺类吸收剂的含量为20wt％，组成为：二乙醇胺10wt％、三乙醇胺5wt％、N-甲基二乙醇胺5wt％；胺类吸收剂的含量为10wt％，组成为：N-甲基环己胺5wt％、二正丙胺5wt％；纳米颗粒的含量为0.1wt％，组成为：TiO2 0.05wt％、MgO 0.05wt％，粒径D50为50nm，比表面积为10m2/g；缓蚀剂的含量为0.1wt％，组成为：四级铵盐0.01wt％、磷酸钠0.09wt％；抗氧化剂的含量为0.2wt％，组成为：酒石酸钾纳0.1wt％、焦亚硫酸钠0.1wt％；消泡剂的含量为0.1wt％，组成为：聚醚0.1wt％；水的含量为69.5wt％。
测试过程：将温度为40℃，气相CO2分压力为0.8MPa的含有CO2、O2和N2的混合气体(模拟烟气组层)输入充有上述捕集废气中CO2的相变吸收剂的500Nm3/d CO2捕集连续测试实验装置，其中吸收塔的塔径为150mm，塔高为12m，填料层高为8m；解吸塔的塔径为150mm，塔高为10m，填料层高为6m；溶液循环量为2000L/h，进气量为21Nm3/h，捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收温度为40℃，解吸温度由再生塔底加热器控制。吸收塔底、解吸塔底均设有取样口。开始试验后每天取样分析，其中吸收塔底、解吸塔底取样分析测定溶液中CO2含量，连续运转一周后解吸塔底取样利用GC-MS气质联用色谱仪分析溶液组分测定降解率，连续运转一周后停运装置。相关测试数据见表8。
表8捕集废气中CO2的相变吸收剂的吸收、解吸试验结果
通过表1～8的测试数据分析可知，本发明的捕集废气中CO2的相变吸收剂具有CO2吸收容量大、CO2捕集率高、对设备腐蚀速率慢、自身稳定性好、再生温度低、再生能耗低、降解效果好的优点。

Claims (10)

1.一种捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述捕集废气中CO2的相变吸收剂由醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂以及水组成；
所述捕集废气中CO2的相变吸收剂中醇胺类吸收剂、胺类吸收剂、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂、水的质量比为(15％～20％):(5％～10％):(0.01％～0.1％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.2％):(0.01％～0.1％):(70％～80％)。
2.根据权利要求1所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述醇胺类吸收剂选自乙醇胺、二乙醇胺、戊二醇胺、二乙基乙醇胺、2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇、3-氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、1,3-二氨基丙烷、吗啉、叔丁胺基乙氧基乙醇、N,N-二乙基乙醇胺、甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺、正丙醇胺、叔丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述胺类吸收剂选自异丙胺、正丁胺、正戊胺、异戊胺、二异丁胺、异丁胺、乙胺、丙胺、二仲丁胺、二苯胺、3-甲氨基丙胺、1,4-丁二胺、N,N-二甲基丁胺、N-甲基环己胺、N,N-二异丙基乙胺、1,4-二氨基丁烷、1,5-二氨基戊烷、二异辛胺、异辛胺、二正丙胺、三正丙胺、对硝基苯胺、N,N-二甲基环己胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、哌嗪中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，
所述纳米颗粒的粒径D50为10nm～100nm；
所述纳米颗粒的比表面积为4m2/g～90m2/g。
5.根据权利要求1或4所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述纳米颗粒选自TiO2颗粒、ZnO颗粒、CuO颗粒、MgO颗粒中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述缓蚀剂选自咪唑啉、四级铵盐、铬酸钾、重铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、磷酸钠中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述抗氧化剂选自偏钒酸钠、酒石酸钾纳、硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述消泡剂选自二甲基硅油、庚醇、辛醇、壬醇、聚醚、聚醚改性硅中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，所述废气包括煤燃烧烟道气、天然气燃烧烟道气、水泥厂尾气、钢铁厂尾气、化工反应尾气以及油田含CO2伴生气。
10.根据权利要求1所述的捕集废气中CO2的相变吸收剂，其特征在于，
所述废气中CO2的体积分数为5％～50％；
所述废气的压力为0.01MPag～2MPag。
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