二氧化碳吸收剂的添加剂及其运用.pdf

摘要
申请专利号：	CN201110262039.7	申请日：	2011.09.06
公开号：	CN102423606A	公开日：	2012.04.25
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B01D 53/14申请日:20110906\|\|\|公开
IPC分类号：	B01D53/14	主分类号：	B01D53/14
申请人：	中电投远达环保工程有限公司
发明人：	秦福初; 杜云贵; 唐绍刚; 伍灵; 王厚林
地址：	404000 重庆市渝北区金渝大道96号
优先权：
专利代理机构：	北京同恒源知识产权代理有限公司 11275	代理人：	赵荣之
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内容摘要

本发明公开了一种二氧化碳吸收剂的添加剂及含有该添加剂的二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂为有机锶；所述二氧化碳吸收剂为含有质量分数为0.01-5%的所述吸收剂的添加剂的有机胺溶液，该吸收剂能够显著降低氧化速率及电化学腐蚀性，延长其使用时间，降低其对设备的腐蚀作用，从而降低生产成本，在CO2脱除技术中，添加机锶的有机胺类二氧化碳吸收剂具有良好的开发前景。

权利要求书

1：二氧化碳吸收剂的添加剂，其特征在于，所述二氧化碳吸收剂的添加剂为有机锶。
2：根据权利要求 1 所述的二氧化碳吸收剂的添加剂，其特征在于，所述有机锶为异丙醇锶。
3：根据权利要求 2 所述的二氧化碳吸收剂的添加剂，其特征在于，所述异丙醇锶的质量分数为 0.01-5% 的异丙醇锶溶液。
4：含有权利要求 1 所述的二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述二氧化碳吸收剂为含有质量分数为 0.01-5% 的二氧化碳吸收剂的添加剂的有机胺溶液，所述有机胺溶液的浓度以质量分数计为 10%-30% 的有机胺溶液。
5：根据权利要求 4 所述的含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述有机胺为单乙醇胺和 N- 甲基二乙醇胺中任一种或混合液。
6：根据权利要求 4 所述的含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述有机胺溶液是单乙醇胺溶液，所述单乙醇胺溶液中单乙醇胺的质量分数为 18%。
7：根据权利要求 4 所述的含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述二氧化碳吸收剂还含有锶盐。
8：根据权利要求 7 所述的含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述锶盐为氯化锶。
9：根据权利要求 8 所述的含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述锶盐为氯化锶的质量分数为 0.05%。

说明书

二氧化碳吸收剂的添加剂及其运用
    【技术领域】
     本发明涉及有机胺类二氧化碳吸收剂，特别涉及添加有机锶的有机胺类二氧化碳吸收剂。背景技术温室效应正严重威胁着人类赖以生存的地球环境，全球应对温室效应的关键是减少温室气体排放，其中主要是减少能源消费的 CO2 排放。根据 EIA 《世界能源展望 2007》，煤炭需求量增幅是能源种类中增幅最大的，从 2007 年到 2030 年，煤炭需求量将上升约 64%，因此，在全球范围内，减少由于煤炭消费所导致的 CO2 排放是控制其总排放量的主要途径之一。2009 年，我国能源消耗产生的 CO2 排放量超过美国成为全球第一大 CO2 排放国。我国 CO2 排放量较快增长的态势，将越来越受到国际社会的关注和压力。在我国，燃煤电厂 CO2 排放是温室气体的主要排放源之一，其 CO2 排放约占我国 CO2 排放总量的 50% ；而据能源规划预测，到 2010 年，我国燃煤发电机组将增加到 7 亿千瓦，发电用煤将达到 16 亿吨，并且从 2010 年到 2020 年，全国煤炭消费总量还将持续增长。因此，减少燃煤电厂 CO2 排放对于控制我国 CO2 排放总量至关重要。
     目前， CO2 脱除过程的技术主流大致可分为三大类：溶剂吸收法、膜分离法和固体吸附剂吸附法。其中，溶剂吸收技术是最有吸引力、应用也最广泛的一种分离技术，绝大多数燃煤电厂烟气 CO2 吸收装置都采用了该类技术。CO2 吸收剂的质量是该工艺的主要决定因素之一，但是在燃煤电厂烟气环境下，目前的吸收剂容易出现氧化，飞灰污染，化学腐蚀等情况，吸收剂容易变质失效。
     因此，燃煤电厂烟道环境中的 CO2 吸收剂，在添加了添加剂后应当具有以下品质： ①抗氧化性好：燃煤电厂烟道中的烟气含有 6%-15% 的氧气，属于高含氧环境，特别是高温环境下，吸收剂容易被氧气氧化而导致失效； ②腐蚀性低：添加剂应当能够降低吸收剂对设备的腐蚀，特别是降低高温时的腐蚀性； ③环境友好：挥发性低，无污染。金属非离子添加剂可以同单乙醇胺（MEA）、 N- 甲基二乙醇胺（MDEA）等弱碱性有机胺复配，可以增加 MEA、 MDEA 等吸收剂的热稳定性，降低有机胺的腐蚀性，增强有机胺的抗氧化性。
     发明内容本发明的目的之一在于提供一种二氧化碳吸收剂的添加剂，该添加剂和有机胺溶液联合运用，可显著降低氧化速率和电化学腐蚀性。
     为实现上述目的，本发明的技术方案为：二氧化碳吸收剂的添加剂，所述二氧化碳吸收剂的添加剂为有机锶。
     进一步，所述有机锶为异丙醇锶。
     进一步，所述异丙醇锶的质量分数为 0.01-5% 的异丙醇锶溶液。
     本发明的目的之二在于提供一种二氧化碳吸收剂，该吸收剂为有机胺和有机锶联合运用，其能够显著降低氧化速率和电化学腐蚀性。
     为实现上述目的，本发明的技术方案为：含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂为含有质量分数为 0.01-5% 的二氧化碳吸收剂的添加剂的有机胺溶液，所述有机胺溶液的浓度以质量分数计为 10%-30% 的有机胺溶液。
     进一步，所述有机胺为单乙醇胺和 N- 甲基二乙醇胺中任一种或混合液。
     进一步，所述有机胺溶液是单乙醇胺溶液，所述单乙醇胺溶液中单乙醇胺的质量分数为 18%。
     进一步，所述二氧化碳吸收剂还含有锶盐。
     进一步，所述锶盐为氯化锶。
     进一步所述锶盐为氯化锶的质量分数为 0.05%。
     本发明的有益效果在于：本发明含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂能够显著降低氧化速率及电化学腐蚀性，延长其使用时间，降低其对设备的腐蚀作用，从而降低生产成本。在 CO2 脱除技术中，添加机锶的有机胺类二氧化碳吸收剂具有良好的开发前景。具体实施方式氧化性能的测试为了提高反应速率，采用 100% 氧气。在常压搅拌式反应器中，测定各种胺溶液在 100%O2 存在下的氧化速率，主要实验流程具体为：试验准备阶段先将恒温油浴磁力搅拌器调到吸收温度 105℃、磁力搅拌速度 180r/min，并将 100ml 吸收液预先装载于吸收瓶中，再将二氧化碳吸收剂的添加剂加入其中，待吸收液温度达到指定温度时开始实验。气体在配气罐中配置好后，通过减压阀，由气体质量流量控制器控制流量，在常压搅拌式反应器中与吸收液搅拌反应，剩余气体经过另一气体质量流量计测定体积后排空。每 5 小时测定溶液中剩余 MEA 或 MDEA 的含量，直到溶液中 MEA 含量降为最初的 95% 即可以得出氧化速度。
     电化学腐蚀性的测试将吸收饱和的有机胺溶液再在 CHI660B 电化学工作站上研究其腐蚀性的大小。采用三电极体系，以 Q235B 碳钢电极 ( 用环氧树脂包覆，工作面积 1.3cm2) 做研究电极，每次实验前用碳钢电极都依次用 400， 600， 800， 1200， 1500 砂纸逐级打磨至光亮，再用超声清洗除去残屑 , 最后用蒸馏水、无水乙醇冲洗；辅助电极为大面积的铂片电极；参比电极为饱和甘汞电极 (SCE)，文中提到的电极电位未经特别说明都是指相对于该电极的电位。
     实施例 1 含有所述二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂的配方配方一 : 将 MEA 在水中溶解，再添加异丙醇锶（C6H14O2Sr），混合均匀，配制成 MEA 质量分数为 18% 和异丙醇锶质量分数为 0.01% 的二氧化碳吸收剂。
     配方二：将 MDEA 在水中溶解，再添加异丙醇锶（C6H14O2Sr），混合均匀，配制成 MDEA 质量分数为 30% 和异丙醇锶质量分数为 5% 的二氧化碳吸收剂。
     配方三：将 MEA 在水中溶解，再添加异丙醇锶，混合均匀，配制成 MEA 质量分数为 18% 和异丙醇
     锶质量分数为 0.1% 的二氧化碳吸收剂。
     配方四：在配方三的基础上添加质量分数为 0.05% 的 SrCl2。
     配方五：将 MEA 在水中溶解，再添加异丙醇锶（C6H14O2Sr）混合均匀，配制成 MEA 质量分数为 10%，异丙醇锶（C6H14O2Sr）质量分数为 0.1% 的二氧化碳吸收剂。
     配方六：将 MEA 在水中溶解，配制成质量分数为 18% 的 MEA 的二氧化碳吸收剂。
     实施例 2 氧化性能和电化学腐蚀性的测试将实施例 1 中的配方按所述 “氧化性能的测试” 和 “电化学腐蚀性的测试” 所述方式进行检测。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102423606 A(43)申请公布日 2012.04.25CN102423606A*CN102423606A*(21)申请号 201110262039.7(22)申请日 2011.09.06B01D 53/14(2006.01)(71)申请人中电投远达环保工程有限公司地址 404000 重庆市渝北区金渝大道96号(72)发明人秦福初杜云贵唐绍刚伍灵王厚林(74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司 11275代理人赵荣之(54) 发明名称二氧化碳吸收剂的添加剂及其运用(57) 摘要本发明公开了一种二氧化碳吸收剂的添加剂及含有该添加剂的二氧化碳吸收剂，所。

2、述二氧化碳吸收剂为有机锶；所述二氧化碳吸收剂为含有质量分数为0.01-5%的所述吸收剂的添加剂的有机胺溶液，该吸收剂能够显著降低氧化速率及电化学腐蚀性，延长其使用时间，降低其对设备的腐蚀作用，从而降低生产成本，在CO2脱除技术中，添加机锶的有机胺类二氧化碳吸收剂具有良好的开发前景。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 3 页CN 102423611 A 1/1页21.二氧化碳吸收剂的添加剂，其特征在于，所述二氧化碳吸收剂的添加剂为有机锶。2.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂的添加剂，其特征在于，所述有机锶为异丙醇锶。3.根据。

3、权利要求2所述的二氧化碳吸收剂的添加剂，其特征在于，所述异丙醇锶的质量分数为0.01-5%的异丙醇锶溶液。4.含有权利要求1所述的二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述二氧化碳吸收剂为含有质量分数为0.01-5%的二氧化碳吸收剂的添加剂的有机胺溶液，所述有机胺溶液的浓度以质量分数计为10%-30%的有机胺溶液。5.根据权利要求4所述的含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述有机胺为单乙醇胺和N-甲基二乙醇胺中任一种或混合液。6.根据权利要求4所述的含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述有机胺溶液是单乙醇胺溶液，所述单乙醇胺溶液中单乙醇。

4、胺的质量分数为18%。7.根据权利要求4所述的含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述二氧化碳吸收剂还含有锶盐。8.根据权利要求7所述的含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述锶盐为氯化锶。9.根据权利要求8所述的含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，其特征在于：所述锶盐为氯化锶的质量分数为0.05%。权利要求书CN 102423606 ACN 102423611 A 1/3页3二氧化碳吸收剂的添加剂及其运用技术领域0001 本发明涉及有机胺类二氧化碳吸收剂，特别涉及添加有机锶的有机胺类二氧化碳吸收剂。背景技术0002 温室效应正严重威胁着。

5、人类赖以生存的地球环境，全球应对温室效应的关键是减少温室气体排放，其中主要是减少能源消费的CO2排放。根据EIA世界能源展望2007，煤炭需求量增幅是能源种类中增幅最大的，从2007年到2030年，煤炭需求量将上升约64%，因此，在全球范围内，减少由于煤炭消费所导致的CO2排放是控制其总排放量的主要途径之一。2009年，我国能源消耗产生的CO2排放量超过美国成为全球第一大CO2排放国。我国CO2排放量较快增长的态势，将越来越受到国际社会的关注和压力。在我国，燃煤电厂CO2排放是温室气体的主要排放源之一，其CO2排放约占我国CO2排放总量的50%；而据能源规划预测，到2010年，我国燃煤发电机组。

6、将增加到7亿千瓦，发电用煤将达到16亿吨，并且从2010年到2020年，全国煤炭消费总量还将持续增长。因此，减少燃煤电厂CO2排放对于控制我国CO2排放总量至关重要。0003 目前，CO2脱除过程的技术主流大致可分为三大类：溶剂吸收法、膜分离法和固体吸附剂吸附法。其中，溶剂吸收技术是最有吸引力、应用也最广泛的一种分离技术，绝大多数燃煤电厂烟气CO2吸收装置都采用了该类技术。CO2吸收剂的质量是该工艺的主要决定因素之一，但是在燃煤电厂烟气环境下，目前的吸收剂容易出现氧化，飞灰污染，化学腐蚀等情况，吸收剂容易变质失效。0004 因此，燃煤电厂烟道环境中的CO2吸收剂，在添加了添加剂后应当具有以下品。

7、质：抗氧化性好：燃煤电厂烟道中的烟气含有6%-15%的氧气，属于高含氧环境，特别是高温环境下，吸收剂容易被氧气氧化而导致失效；腐蚀性低：添加剂应当能够降低吸收剂对设备的腐蚀，特别是降低高温时的腐蚀性；环境友好：挥发性低，无污染。金属非离子添加剂可以同单乙醇胺（MEA）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）等弱碱性有机胺复配，可以增加MEA、MDEA等吸收剂的热稳定性，降低有机胺的腐蚀性，增强有机胺的抗氧化性。发明内容0005 本发明的目的之一在于提供一种二氧化碳吸收剂的添加剂，该添加剂和有机胺溶液联合运用，可显著降低氧化速率和电化学腐蚀性。0006 为实现上述目的，本发明的技术方案为：二氧化碳吸收剂的。

8、添加剂，所述二氧化碳吸收剂的添加剂为有机锶。0007 进一步，所述有机锶为异丙醇锶。0008 进一步，所述异丙醇锶的质量分数为0.01-5%的异丙醇锶溶液。0009 本发明的目的之二在于提供一种二氧化碳吸收剂，该吸收剂为有机胺和有机锶联合运用，其能够显著降低氧化速率和电化学腐蚀性。说明书CN 102423606 ACN 102423611 A 2/3页40010 为实现上述目的，本发明的技术方案为：含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂为含有质量分数为0.01-5%的二氧化碳吸收剂的添加剂的有机胺溶液，所述有机胺溶液的浓度以质量分数计为10%-30%的有机胺溶液。0。

9、011 进一步，所述有机胺为单乙醇胺和N-甲基二乙醇胺中任一种或混合液。0012 进一步，所述有机胺溶液是单乙醇胺溶液，所述单乙醇胺溶液中单乙醇胺的质量分数为18%。0013 进一步，所述二氧化碳吸收剂还含有锶盐。0014 进一步，所述锶盐为氯化锶。0015 进一步所述锶盐为氯化锶的质量分数为0.05%。0016 本发明的有益效果在于：本发明含有二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂能够显著降低氧化速率及电化学腐蚀性，延长其使用时间，降低其对设备的腐蚀作用，从而降低生产成本。在CO2脱除技术中，添加机锶的有机胺类二氧化碳吸收剂具有良好的开发前景。具体实施方式0017 氧化性能的测试为了提高反应。

10、速率，采用100%氧气。在常压搅拌式反应器中，测定各种胺溶液在100%O2存在下的氧化速率，主要实验流程具体为：试验准备阶段先将恒温油浴磁力搅拌器调到吸收温度105、磁力搅拌速度180r/min，并将100ml吸收液预先装载于吸收瓶中，再将二氧化碳吸收剂的添加剂加入其中，待吸收液温度达到指定温度时开始实验。气体在配气罐中配置好后，通过减压阀，由气体质量流量控制器控制流量，在常压搅拌式反应器中与吸收液搅拌反应，剩余气体经过另一气体质量流量计测定体积后排空。每5小时测定溶液中剩余MEA或MDEA的含量，直到溶液中MEA含量降为最初的95%即可以得出氧化速度。0018 电化学腐蚀性的测试将吸收饱和的。

11、有机胺溶液再在CHI660B电化学工作站上研究其腐蚀性的大小。采用三电极体系，以Q235B碳钢电极(用环氧树脂包覆，工作面积1.3cm2)做研究电极，每次实验前用碳钢电极都依次用400，600，800，1200，1500砂纸逐级打磨至光亮，再用超声清洗除去残屑,最后用蒸馏水、无水乙醇冲洗；辅助电极为大面积的铂片电极；参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，文中提到的电极电位未经特别说明都是指相对于该电极的电位。0019 实施例1 含有所述二氧化碳吸收剂的添加剂的二氧化碳吸收剂的配方配方一:将MEA在水中溶解，再添加异丙醇锶（C6H14O2Sr），混合均匀，配制成MEA质量分数为18%和异丙醇锶质量分。

12、数为0.01%的二氧化碳吸收剂。0020 配方二：将MDEA在水中溶解，再添加异丙醇锶（C6H14O2Sr），混合均匀，配制成MDEA质量分数为30%和异丙醇锶质量分数为5%的二氧化碳吸收剂。0021 配方三：将MEA在水中溶解，再添加异丙醇锶，混合均匀，配制成MEA质量分数为18%和异丙醇说明书CN 102423606 ACN 102423611 A 3/3页5锶质量分数为0.1%的二氧化碳吸收剂。0022 配方四：在配方三的基础上添加质量分数为0.05%的SrCl2。0023 配方五：将MEA在水中溶解，再添加异丙醇锶（C6H14O2Sr）混合均匀，配制成MEA质量分数为10%，异丙醇锶（C6H14O2Sr）质量分数为0.1%的二氧化碳吸收剂。0024 配方六：将MEA在水中溶解，配制成质量分数为18%的MEA的二氧化碳吸收剂。0025 实施例2 氧化性能和电化学腐蚀性的测试将实施例1中的配方按所述“氧化性能的测试”和“电化学腐蚀性的测试”所述方式进行检测。0026 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。说明书CN 102423606 A。

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