[发明专利]胺基离子液体和乙醇胺混合在微通道内吸收二氧化碳的方法

说明书

胺基离子液体和乙醇胺混合在微通道内吸收二氧化碳的方法，属于吸收分离技术领域。微通道反应器的操作条件为：温度25℃，压力1atm，二氧化碳和吸收剂按照设定好的速度分别输送到气体入口和液体入口，气体和液体流向相同，气液两相在微通道中充分接触，二氧化碳被吸收；吸收剂中胺基离子液体与乙醇胺的质量比优选为1:9‑3:7。气相速度变化范围为0.0187‑0.187m·s^‑1，液相速度变化范围为0.0285‑0.285m·s^‑1。吸收了二氧化碳的吸收剂解吸后可以循环使用。有效解决能耗问题和环境污染问题。

技术领域

本发明涉及在微通道反应器内胺基离子液体和乙醇胺混合溶液吸收二氧化碳的方法。吸收剂为胺基离子液体和乙醇胺的混合溶液，所采用的胺基离子液体为1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。属于吸收分离技术领域。

背景技术

二氧化碳作为主要的温室气体，其主要来自燃煤电厂和工业的过量排放，造成了日益严重的全球温室效应，这一问题在全球受到广泛关注。同时，二氧化碳是一种安全，易得的碳资源，在生活中有着广泛的应用。因此，实施二氧化碳的捕集，利用和储存至关重要。有文献报道过很多其他吸收二氧化碳的方法，例如，物理吸附法，是基于二氧化碳气体与吸附剂面上活性点之间的分子间引力来实现的。该法工艺流程简单、能耗低、可靠性高、环境效益好等优点，但吸附剂对二氧化碳的选择性差、二氧化碳的回收效率低、吸附容量有限等缺点限制了该技术的大规模实用化；化学吸收法，通过化学溶剂与二氧化碳发生化学反应生成弱稳定性的化合物，再在加热或减压的条件下解吸，从而实现烟气中二氧化碳的分离回收的方法。根据吸收剂的不同，化学吸收法主要包括有：氨水吸收法、有机胺溶液吸收法等。氨水在使用过程中挥发性大，对设备的腐蚀强，设备使用安全难以保障，且容易造成环境的二次污染。有机胺溶液再生困难，再生能耗大。为此，需要开发一种能同时满足高吸收率和高吸收负荷、低能耗、低腐蚀性、低挥发性的吸收剂和吸收方法。由于离子液体无毒，几乎不挥发，具有很好的化学稳定性和热稳定性等优点，将胺基离子液体和乙醇胺混合使用，结合两种溶剂的优点，形成一种吸收速率高，负载能力强，可回收，挥发性低，能耗低的吸收剂。

综上所述，一种装置简单，能耗较低，吸收能力高的装置是有必要的。本发明使用胺基离子液体和乙醇胺混合溶液吸收二氧化碳，富含二氧化碳的吸收剂可以在加热或减压的条件下解吸，从而可以循环使用。该方法将吸收二氧化碳的过程在微通道反应器中完成，由于其压降小，比表面积大，反应体积小等优势，能大大提高传质效率，减少了工业成本，有效解决能耗问题和环境污染问题。

发明内容

本发明的目的是提供胺基离子液体和乙醇胺的混合溶液在微通道反应器中吸收二氧化碳的方法，该方法采用胺基离子液体和乙醇胺的混合溶液作为吸收剂，脱除工业物料中的二氧化碳，并且吸收剂通过解吸可以循环利用。

本发明提出在微通道反应器内胺基离子液体和乙醇胺混合溶液吸收二氧化碳的方法，微通道反应器的操作条件为：温度25℃，压力1atm，二氧化碳和吸收剂按照设定好的速度分别输送到气体入口和液体入口，气体和液体流向相同，气液两相在微通道中充分接触，二氧化碳被吸收；吸收剂中胺基离子液体与乙醇胺的质量比优选为1:9-3:7；微通道的直径优选1.5mm-3mm；气相速度变化范围为0.0187-0.187m·s^-1，液相速度变化范围为0.0285-0.285m·s^-1；气相流量变化范围为20-120mL·min^-1，吸收剂的液相流量变化范围为50-400mL·h^-1；微通道反应器的长度30-50cm，吸收了二氧化碳的吸收剂解吸后可以循环使用；

采用该种方法吸收二氧化碳的技术跟传统方法相比可显著脱除物料中二氧化碳，从反应器中流出的富含二氧化碳的吸收剂在加热或减压的条件下进行解吸，脱除其中含有的二氧化碳，重新进行二氧化碳吸收。