[发明专利]一种可快速相分离的吸收CO2

说明书

本发明提供了一种可相分离的CO₂吸收剂体系。利用吸收剂在捕获CO₂后会相分离为富CO₂的固相以及寡CO₂的液相，提出只对富CO₂的固相进行加热解吸，避免了加热溶剂所消耗的能量。同时，将聚氨基酸离子液体与磁性纳米离子(Fe₃O₄)复合，捕获CO₂后，仍旧会发生相分离现象。利用外加磁场的作用，将富CO₂的固相快速沉降、与液相分离开来，节约了时间、提高了效率，相比于传统的吸收剂，仍旧具有再生能耗低的优势。

技术领域

本发明涉及CO₂吸收技术领域，尤其涉及液体吸收CO₂技术领域。

背景技术

伴随世界经济全球化、多样化以及区域经济一体化的快速发展，气候变暖所造成的全球性气候灾难让世界重新思考传统经济发展模式的问题。传统的以“高能耗、高污染、高排放”为特征的高碳经济模式所产生的碳排放及其带来的全球气候变化已经危机当前和未来人类社会的总体福利，加快经济发展模式转变已成为全球经济发展的必然趋势。我国近年来CO₂排放量居世界首位的现状使得我国必须面对来自国际社会的舆论压力，且现有的粗放式经济增长模式已经不适应我国经济发展的需求，发展低碳经济成为改变现有经济模式的途径，我国开始将应对气候变化和节能减排纳入国家战略。

目前研究较成熟、工业上广泛应用的一种处理酸性气体的方法是化学溶剂吸收法，该方法常用胺类化合物作吸收剂。传统化学吸收剂在循环过程中对CO₂的吸收不高、吸收剂损失较大、再生能耗高、存在系统腐蚀等缺点。因此，迫切需要一种高效环保、低能耗、无污染的CO₂吸收剂。相分离吸收剂是一种新型的气体吸收体系，在与气体反应后，会相分离不同的相态，如液-液两相，固-液两相，液-液-液三相等，具有深入研究的价值和意义。

目前CO₂的捕获、分离方法主要有溶剂吸收法、吸附法、膜分离法等，这些方法也各一定的缺陷而限制了其进一步的应用。

化学溶剂吸收法是研究较成熟、工业上应用广泛的一种处理酸性气体的方法，其主要的优点是：对CO₂分离效果好，能够得到纯度很高的CO₂，能处理分压很低的CO₂混合气体。当然，也存在对设备的腐蚀性强，易发泡，溶剂再生能耗大等缺点。离子液体具有许多优良特性，如蒸气压低、熔点低、热稳定性好、溶解能力强、不易燃烧、结构可调等。然而，离子液体粘度较大，尤其是功能化的离子液体，在吸收CO₂后粘度急剧增大，因传质效率的下降而导致CO₂吸收效率降低。将离子液体和水复合后可以降低其粘度，然而，在吸收剂的再生过程中，由于加热溶剂会消耗大量的能量，使再生能耗大大增加。

发明内容

首先，本发明提供了一种可相分离的CO₂吸收剂体系。利用吸收剂在捕获CO₂后会相分离为富CO₂的固相以及寡CO₂的液相，只对富CO₂的固相进行加热解吸，避免了加热溶剂所消耗的能量。

其次，本发明又提供了将聚氨基酸离子液体与磁性纳米离子(Fe₃O₄)复合，捕获CO₂后，仍旧会发生相分离现象。利用外加磁场的作用，将富CO₂的固相快速沉降、与液相分离开来，节约了时间、提高了效率，相比于传统的吸收剂，仍旧具有再生能耗低的优势。

本发明的吸收剂制备流程短、CO₂吸收/解吸操作简单，易于工业化批量生产及应用。

本发明的吸收剂对CO₂的吸收能力强、再生能耗低、绿色环保、操作简单。