一种胺液催化再生结构反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种胺液催化再生结构反应器，包括：进液口

【技术实现步骤摘要】
一种胺液催化再生结构反应器


[0001]本专利技术属于催化反应器
，特别地，涉及一种胺液催化再生结构反应器
。

技术介绍

[0002]CO2是人为温室气体，对温室效应贡献超过
60
％，因此成为人们关注的焦点
。CO2捕集与封存
(Carbon Capture and Storage
，
CCS)
被认为是在不久的将来减少二氧化碳排放和缓解气候变化的最合适策略
。
在可用的
CCS
方法中，胺基工艺是最发达的，并已在工业规模上进行商业应用，能够处理一系列气体成分，并获得较高的
CO2去除率
。
[0003]30wt
％乙醇胺
(Monoethanolamine
，
MEA)
因吸收性能高
、
动力学快
、
价格便宜，被认为是胺溶液
CO2捕集工艺的标准吸收剂，然而，
30wt
％的富
MEA
溶液的再生热负荷约占二氧化碳捕集厂运行成本的一半，因此，降低能耗应该是未来研究的重中之重
。
[0004]目前胺液再生主要优化是胺液组成，由于
MEA
的高碱度，脱质子作用具有非常高的能垒，这意味着在低温条件下很难对
MEA
溶液中的
CO2进行解吸，通过在胺液中添加叔胺
、
酶
、
单元醇
、/>哌嗪
、MDEA
和二乙基三胺等物质来降低再生温度，进一步降低能耗，是目前研究热点，然而复杂溶剂导致胺液具有高腐蚀性
、
高溶剂降解和一致性差的温度
。
[0005]在胺溶液再生过程中添加固体催化剂是一种降低热负荷的潜在方法，为了达到这个目的，已经报道了多种固体酸催化剂，包括氢氧化金属
、
硫化金属氧化物和分子筛，
CO2的解吸速率和解吸
CO2的量分别比空白运行提高了
10
‑
30
％和
10
‑
90
％，又能进一步提高
CO2脱附动力学，并显著降低再生热负荷；同时固体酸催化剂的添加物提高了反应速率，导致吸收塔的尺寸变小
。
然而，目前研究的固体酸降低
CO2解吸热负荷的方法仍未达到理论最小热负荷值，能耗下降有限
。
同时固体酸催化剂由于是粉体形式，粉体和胺液分离困难，不能与胺溶液完全分离，可能会对
CO2吸收性能产生不利影响
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种胺液催化再生结构反应器，解决了传统胺液再生反应器中传热传质的限制，在明显缩小反应器体积的情况下，显著降低了再生能耗，缩小了再生所用时间，提升催化剂效率
。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种胺液催化再生结构反应器，包括：进液口
、
下固定螺栓
、
加热外套
、
腔体
、
胺液再生结构催化剂
、
取液口
、
上固定螺栓
、
出气口
、
出液口
、
上端盖和下端盖，所述胺液再生结构催化剂通过过盈旋压的方式固定于腔体内，所述腔体的侧壁上包裹加热外套，且所述腔体的侧壁上设有取液口；所述腔体的下端与下端盖通过下固定螺栓固定连接，所述下端盖上设有进液口和出液口；所述腔体的上端与上端盖通过上固定螺栓固定连接，所述上端盖上设有出气口
。
[0008]进一步地，所述胺液再生结构催化剂由多孔导热基体以及负载在多孔导热基体上的催化剂组成，所述胺液再生结构催化剂的制备过程为：
[0009]步骤
1、
采用浸涂法在预处理的多孔导热基体表面浸涂浆料，控制温度为
10
～
50
℃、
浸渍速度为1～
20cm/min、
浸渍时间为1～
60min、
提拉速度为1～
20cm/min
，随后吹扫多余浆料，在
40
～
150℃
下烘干后，以1～
10℃/min
升温至
250
～
750℃
焙烧
0.5
～
2h
，得到焙烧好的催化剂载体涂层；
[0010]步骤
2、
将焙烧好的催化剂浸渍于浓度为
0.1
～
2mol/L
的活性溶液中
0.5
～
24h
，随后吹去多余液体，在
40
～
150℃
下烘干后，置于流量为
20
～
1000mL/min
的氮气流下，以1～
10℃/min
升温至
250
～
750℃
，焙烧
0.5
～
2h
，得到胺液再生结构催化剂
。
[0011]进一步地，所述浆料的各组分按照质量分数包括：
0.5
～5％的浆料助剂甲基纤维素醚
、2
～9％的硅溶胶
、1
～3％的聚氧化乙烯
、5
～
10
％的柠檬酸
、18
～
40
％的水
、48
～
65
％的主料；将
0.5
～5％的浆料助剂甲基纤维素醚
、2
～9％的硅溶胶
、1
～3％的聚氧化乙烯
、5
～
10
％的柠檬酸
、18
～
40
％的水
、48
～
65
％的主料混合均匀，球磨5～
120min
，得到浆料
。
[0012]进一步地，所述主料为
H
‑
ZSM
‑5分子筛
、Al2O3、TiO2、SAPO34
分子筛
、ZrO2、HBEA
的一种或多种按任意比例混合
。
[0013]进一步地，所述多孔导热基体的预处理过程为：
[0014]步骤
A、
采用质量分数为1～
30
％的四丙基氢氧化铵浸泡基体1～
30h
，随后在
40
～
150℃
下烘干；
[0015]步骤
B、
烘干后重复步骤
A1
～
10
次，随后以1～
10℃/min
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种胺液催化再生结构反应器，其特征在于，包括：进液口
(1)、
下固定螺栓
(2)、
加热外套
(3)、
腔体
(4)、
胺液再生结构催化剂
(5)、
取液口
(6)、
上固定螺栓
(7)、
出气口
(8)、
出液口
(9)、
上端盖
(10)
和下端盖
(11)
，所述胺液再生结构催化剂
(5)
通过过盈旋压的方式固定于腔体
(4)
内，所述腔体
(4)
的侧壁上包裹加热外套
(3)
，且所述腔体
(4)
的侧壁上设有取液口
(6)
；所述腔体
(4)
的下端与下端盖
(11)
通过下固定螺栓
(2)
固定连接，所述下端盖
(11)
上设有进液口
(1)
和出液口
(9)
；所述腔体
(4)
的上端与上端盖
(10)
通过上固定螺栓
(7)
固定连接，所述上端盖
(10)
上设有出气口
(8)。2.
根据权利要求1所述的一种胺液催化再生结构反应器，其特征在于，所述胺液再生结构催化剂
(5)
由多孔导热基体以及负载在多孔导热基体上的催化剂组成，所述胺液再生结构催化剂
(5)
的制备过程为：步骤
1、
采用浸涂法在预处理的多孔导热基体表面浸涂浆料，控制温度为
10
～
50℃、
浸渍速度为1～
20cm/min、
浸渍时间为1～
60min、
提拉速度为1～
20cm/min
，随后吹扫多余浆料，在
40
～
150℃
下烘干后，以1～
10℃/min
升温至
250
～
750℃
焙烧
0.5
～
2h
，得到焙烧好的催化剂载体涂层；步骤
2、
将焙烧好的催化剂浸渍于浓度为
0.1
～
2mol/L
的活性溶液中
0.5
～
24h
，随后吹去多余液体，在
40
～
150℃
下烘干后，置于流量为
20
～
1000mL/min
的氮气流下，以1～
10℃/min
升温至
250
～
750℃
，焙烧
0.5
～
2h
，得到胺液再生结构催化剂
(5)。3.
根据权利要求2所述的一种胺液催化再生结构反应器，其特征在于，所述浆料的各组分按照...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕文超，苗厚芳，
申请(专利权)人：江苏航运职业技术学院，
类型：发明
国别省市：