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醇胺法在二氧化碳捕集中的应用发展综述

2024-05-21窦雅玲曹发

当代化工研究 2024年6期

*窦雅玲 曹发

(国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 江苏 215000)

近年来,随着国民经济的快速发展,工业中不断排出的废气,使大气中的CO2含量迅速增加,从而形成“温室效应”,这给人民的健康带来严重的负面影响,与此同时,CO2在很多方面作为潜在资源,无论是基于环境保护还是资源再利用的目的,捕集回收CO2具有显著的现实意义。

1.常见CO2的捕集技术

目前,用于CO2的捕集分离现有技术涉及物理吸附法、膜分离法、低温法(精馏)、生物法/海藻法、及化学吸收法等。物理吸收法与化学吸收法相比需要更少的再生能耗[1],吸收CO2需要低温高压的条件,膜分离法成本高,因此,从技术和经济角度来说,醇胺溶液对CO2的化学吸收法要优于物理吸收法、膜技术、吸附法等方法。该方法具有CO2捕集速率快、成本低、脱除效果好,但该方法也存在易腐蚀设备,运行过程中溶剂损失大,SO2、NO2、O2对醇胺溶液造成降解,再生过程中需要能耗较高等弊端[2],这不利于醇胺法吸收CO2的商业化及在企业工厂等的广泛普及。

醇胺在分子结构中至少含有一个羟基和一个氨基,CO2在溶液中与醇胺发生的反应是相当复杂的,以伯胺为例,主要发生以下反应:

这些反应产物都具有相当高的蒸汽压,并随温度升高而迅速增加,因此,通过加热可以将被吸收气体从溶液中解吸出来而使溶液获得再生,从而实现可循环利用。文中主要按照不同结构的醇胺进行反应机理及专利研究情况的介绍。

2.碳捕集醇胺分类

在醇胺中按照结构的不同,可分为空间位阻胺和非空间位阻胺,其中非空间位阻胺中包括常见的伯胺、仲胺和叔胺。……

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