本发明涉及二氧化碳捕集,尤其涉及一种纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法。
背景技术:
1、随着工业化进程和能源消耗的剧增,大量的碳排放进入大气中,引起了温室气体的浓度上升。碳排放主要来自化石燃料,包括煤炭、石油和天然气等,这些燃料广泛用于发电、交通、工业生产和家庭供暖等领域,释放出大量的二氧化碳。
2、ccs技术是一种将二氧化碳捕获和封存的技术,可在短期内迅速降低二氧化碳的排放量,因此被认为是未来能大规模减少二氧化碳排放、减缓全球变暖,且经济可行的方法。
3、我国二氧化碳的排放大部分来自燃煤电厂的含二氧化碳烟气排放,属于二氧化碳集中排放源,而ccs技术能够有效针对二氧化碳集中排放源进行减排处理。上述减排方法的关键就是从烟气中将二氧化碳捕集出来。目前捕集办法有:燃烧前二氧化碳捕集、燃烧后二氧化碳捕集(pcc)、富氧燃烧,化学链燃烧(clc)和钙链燃烧(cal)等。
4、燃烧后二氧化碳捕集是目前最广泛使用的技术,燃烧后捕集可在化石燃料或生物质燃烧后从烟气中去除co2。与其他碳捕集技术相比,它易于对现有发电厂进行改造,可以处理大量气体,并且可以实现良好的co2分离率。但是燃烧后捕集需要采用胺吸收剂,具有热降解和溶剂再生的高能量损失。
5、而其他技术,例如燃烧前二氧化碳捕集主要与整体气化联合循环技术(igcc)相结合,需要大量的辅助系统才能发挥最佳作用,与用于此目的的其他技术相比成本较高。对于富氧燃烧和clc工艺,虽然具有减小设备尺寸、与多种燃料类型兼容以及低能量损失的优点,但其研究仍处于起步阶段,尚未应用于实际应用产业规模。钙循环技术中co2与cao直接反应生成固体碳酸钙,可以方便地与其他气体分离。该方法中的吸附剂虽然能被回收并重新用于co2捕获,但是其核心反应的可逆性随着每个循环而减弱,导致吸附剂的总体容量降低,所以该方法需要大量的吸附剂。
6、因此,虽然燃烧前二氧化碳捕集、富氧燃烧,化学链燃烧和钙链燃烧各有优点,但是由于燃烧后捕集无需进行重大修改即可使用当前的燃烧技术,从而更容易在已投入运行的工厂中实施,导致上述几种方法都不太容易取代燃烧后捕集。
7、双相吸收剂是碳吸附过程中常规使用的吸附剂,但是双相吸收剂仍存在吸收能力低、再生能高的现象,导致工业设备体积增大、投资增加。这些特性不仅受吸收试剂的影响较大,还受到客观实验条件的影响。
8、因此,提供一种能够在燃烧后二氧化碳捕集技术中提高捕集二氧化碳能力的方法是目前所要解决的主要问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题,本发明的目的是提供一种采用纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,在两相吸收剂系统加入纳米颗粒,使捕集效率大幅度提高。
2、为了达到上述目的,本发明提供了以下技术方案:
3、一种纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,包括以下步骤:
4、(1)将四乙烯五胺(tepa)、二乙氨基乙醇(deea)和水混合,得到混合胺试剂;
5、(2)将tio2纳米颗粒加入所述混合胺试剂中,搅拌混合均匀,然后再进行超声波振动分散,得到混合胺钛基纳米流体;所述tio2纳米颗粒的粒径为25~80nm;
6、(3)采用所述混合胺钛基纳米流体对烟气进行吸收。
7、优选的,步骤(1)所述四乙烯五胺、二乙氨基乙醇和水的质量体积比为12~18g:15~23g:15~20ml。
8、优选的,步骤(2)所述搅拌混合的时间为10~15min。
9、优选的,步骤(2)所述振动分散的时间为1~2h。
10、优选的,步骤(2)所述胺钛基纳米流体中tio2纳米颗粒的浓度为1~1.4kg/m3。
11、优选的,步骤(3)所述对烟气进行吸收的具体方法,包括以下步骤:
12、将所述混合胺钛基纳米流体置于烟气吸收系统中,通入n2赶走杂质气体,然后通入模拟烟气进行co2的吸收;吸收完成后停止co2的通入。
13、更优选的,所述模拟烟气为n2和co2组成的混合气体;所述模拟烟气中co2的体积浓度为13~15%。
14、更优选的,所述co2的吸收在25~35℃下进行。
15、更优选的,所述模拟烟气的流速为1.5~2l/min。
16、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明提供了一种纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,通过在两相吸收剂系统加入纳米颗粒,使捕集效率大幅度提高,提高吸附剂对二氧化碳的负载及co2吸收速率。
1.一种纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,其特征在于,步骤(1)所述四乙烯五胺、二乙氨基乙醇和水的质量体积比为12~18g:15~23g:15~20ml。
3.根据权利要求1所述的纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,其特征在于,步骤(2)所述搅拌混合的时间为10~15min。
4.根据权利要求1所述的纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,其特征在于,步骤(2)所述振动分散的时间为1~2h。
5.根据权利要求1所述的纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,其特征在于,步骤(2)所述胺钛基纳米流体中tio2纳米颗粒的浓度为1~1.4kg/m3。
6.根据权利要求1所述的纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,其特征在于,步骤(3)所述对烟气进行吸收的具体方法,包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,其特征在于,所述模拟烟气为n2和co2组成的混合气体;所述模拟烟气中co2的体积浓度为13~15%。
8.根据权利要求6所述的纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,其特征在于,所述co2的吸收在25~35℃下进行。
9.根据权利要求6所述的纳米颗粒调节有机胺捕集二氧化碳的方法,其特征在于,所述模拟烟气的流速为1.5~2l/min。
