【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、运输部门是全球温室气体(包括二氧化碳(co2))排放的重要贡献者。尽管已经提出了用于运输部门的小规模和移动二氧化碳捕获系统，但从移动源捕获co2通常被认为过于昂贵，因为它涉及具有逆规模经济的分布式系统。由于机载(on-board，或称为车载或船载)车辆空间限制、额外的能量和设备需求以及车辆运行周期的动态特性(例如快速加速和减速的间歇时间段)，该问题的解决方案似乎不切实际。然而，与汽车制造一样，小规模co2捕获系统制造过程的大规模生产和自动化可以降低相对于固定源一次性安装的成本。
2、从燃烧气体中捕获co2主要集中在固定源，例如发电厂。例如，胺基洗涤已在商业上可用于天然气和燃煤发电厂，以及工业化学品、钢、水泥、炼油设施和其他产生作为反应副产品或来自热工艺的co2的设施。胺吸收、膜分离、低温分离和吸附是发电厂和加工工业燃烧后co2捕获的主要技术。
3、胺吸收是发电厂和加工工业(包括天然气脱硫)中常用的捕获co2的方法。胺吸收的几个优点为其相对成熟、使用低质量热量来驱动分离工艺、部分使用热压缩以及生产高纯度co2。已经开发出在环境温度至约80℃范围内的温度下使用胺、胺官能化材料或其他碱性液体和溶液来吸收co2的工艺。例如，单乙醇胺(mea)是第一代且研究最深入的用于固定的co2捕获的胺基吸收剂，其特征在于其与co2的高化学反应性、高吸收热和低成本。然而，它面临着腐蚀和降解的挑战，并且比一些二级胺(secondary amine，或称为仲胺)与co2的反应性较低。一般来说，一级醇胺，诸如单乙醇胺(
4、二级醇胺，例如哌嗪(pz)、二乙醇胺(dea)和二异丙醇胺(dipa)，具有两个与氮直接键合的碳原子，与一级胺(primary amine，或称为伯胺)相比显示出中间性质，并且被认为是单乙醇胺(mea)的替代品。dea比mea更耐降解并且显示出腐蚀强度更低，而dipa溶剂再生所需的能量比mea低。pz反应速度非常快，降解稳定性高，但存在固体溶解度和毒性问题。
5、最后，三级胺(tertiary amine，或称为叔胺)，例如三乙醇胺(tea)或甲基二乙醇胺(mdea)，其特征在于具有高当量重量，这导致其吸收能力低、反应性低，但稳定性高。
6、对于co2分离工艺而言，一级胺、二级胺与三级胺相比的性能主要有三个区别。一级胺和二级胺通常反应性更强；它们通过与co2直接反应形成氨基甲酸盐(参见下面的反应(1)和(2)，其分别示出了由单胺和二胺氨基甲酸盐形成氨基甲酸盐)。
7、反应1：由单胺形成氨基甲酸盐
8、
9、反应2：由二胺氨基甲酸盐的第二胺形成氨基甲酸盐
10、
11、因此，这些胺显示的吸收co2的热力学能力有限，因为吸收工艺中会形成稳定的氨基甲酸盐，每吸收一摩尔co2就会消耗两摩尔胺。另一方面，由于缺乏必要的n─h键，三级胺只能通过co2的碱催化水合形成碳酸氢根离子和质子化胺。因此，尽管碳酸氢盐反应比氨基甲酸盐形成的直接反应慢，但三级胺显示出低的co2吸收率。此外，三级胺具有高的co2容量。
12、这种液体胺的一个显著缺点是，胺本身及其降解产物可能是会通过蒸发流失到大气中的挥发性化合物。除了更换蒸发溶剂的成本外，一些进入大气的挥发性化合物还可能有害并导致二次环境问题–考虑到该技术旨在减少其对环境的影响，这是一个非常不期望的结果。吸收剂液体溢出的风险也存在类似的风险，而用于co2捕获的许多胺基溶剂在环境中分解缓慢，加剧了这种风险。因此，由于胺基溶剂的挥发性、毒性和低环境降解性，它们不太适合用于移动碳捕获应用。
技术实现思路
1、提供该概述是为了介绍一些概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。该概述不旨在识别要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用作限制要求保护的主题的范围的辅助。
2、在一方面，本文公开的实施例涉及一种用于减少co2排放的co2捕获系统，其包括吸收区和再生区。吸收区可通过吸收在由多孔膜接触器或其他分离器从废气中分离出的液体溶剂中来从废气中捕获co2。液体溶剂可以包括两种或更多种氨基酸或氨基磺酸的碱金属盐的混合物，从而形成第一组分和第二组分。第一组分是摩尔质量小于200g/mol的一级或二级氨基酸或氨基磺酸，并且以2至5摩尔浓度(molality，m)的浓度存在。第二组分具有约小于300g/mol的摩尔质量，并且以0.5至5m的浓度存在。碱金属的总摩尔数与氨基酸或氨基磺酸上的羧酸根或磺酸根官能团的总摩尔数的比率在2：1和1：2之间。溶液中氨基酸和氨基磺酸盐的总浓度为至少3m且小于10m。最小极性的氨基酸或氨基磺酸盐的浓度小于另一种盐。再生区可以通过加热使富含捕获的co2的液体溶剂再生，使得液体溶剂中的co2以气相释放，并将所得的具有低co2浓度的液体溶剂泵送回到吸收区。
3、在另一方面，本文公开的实施例涉及一种用于移动内燃机以减少co2排放的机载co2捕获和储存系统。机载co2捕获和储存系统可以包括吸收区、再生区、致密化区(densification zone)和转换区。致密化区可以压缩在再生区中以气相形式释放的co2，以便在运输和利用或永久储存之前进行临时储存。转换区可以将来自内燃机和排气系统的废热转化为co2捕获和储存系统的动力。
4、在另一方面，本文公开的实施例涉及一种捕获co2的方法，其包括通过吸收在由多孔膜接触器或其他分离器从废气中分离出的液体溶剂中来从废气中分离出co2。该液体溶剂包括两种或更多种氨基酸或氨基磺酸的碱金属盐的混合物，从而形成第一组分和第二组分。第一组分是摩尔质量小于200g/mol的一级或二级氨基酸或氨基磺酸，并且以2至5摩尔浓度(m)的浓度存在。第二组分具有约小于300g/mol的摩尔质量，并且以0.5至5m的浓度存在。溶液中氨基酸和氨基磺酸盐的总浓度为至少3m且小于10m。
5、参照附图和所附权利要求，本公开的其他方面和优点将从以下描述中显而易见。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于减少CO2排放的CO2捕获系统，包括：
2.根据权利要求1所述的CO2捕获系统，其中在40℃下混合溶剂的粘度小于10cP，CO2捕获之前的所述液体溶剂的pH值在8至12之间，并且负载CO2的液体溶剂的pH值在9至11之间。
3.根据权利要求1或2所述的CO2捕获系统，其中第二取代基选自一级氨基磺酸盐，或二级氨基酸或氨基磺酸盐，或三级氨基酸或氨基磺酸盐。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的CO2捕获系统，其中添加的钾的摩尔数等于所述氨基酸或氨基磺酸上的酸性羧酸根和磺酸根官能团的总摩尔数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的CO2捕获系统，其中所述第一组分为牛磺酸钾，并且所述第二组分为高牛磺酸钾或N-甲基牛磺酸钾。
6.根据权利要求5所述的CO2捕获系统，其中所述牛磺酸钾以2m至4m的浓度存在，所述高牛磺酸钾以1m至3m的浓度存在。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的CO2捕获系统，其中所述第一组分是牛磺酸盐并且所述第一组分与所述第二组分的比率为1.5：1至2.5：1。
8.根据权利
9.根据权利要求1至8中任一项所述的CO2捕获系统，其中最小极性的氨基酸或氨基磺酸盐组分的浓度被最小化至在工艺操作条件下当所述溶剂负载有CO2时维持完全溶解所需的量。
10.一种用于移动内燃机以减少CO2排放的机载CO2捕获和储存系统，包括：
11.根据权利要求10所述的机载CO2捕获和储存系统，
12.根据权利要求10或11所述的机载CO2捕获和储存系统，还包括：
13.根据权利要求12所述的机载CO2捕获和储存系统，还包括：
14.根据权利要求10至13中任一项所述的机载CO2捕获和储存系统，其中吸收塔中液体质量与气体质量比低于5：1的所述液体溶剂在210kPa汽提塔压力和120℃汽提塔温度下的CO2捕获率高于35％，并且没有任何固体沉淀物形成。
15.一种捕获CO2的方法，包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述捕获CO2的方法是在由内燃机提供动力的移动源上机载进行的，包括：
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：使用所述内燃机产生的热量再生所述液体溶剂，从而释放CO2。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：压缩从捕获液体溶剂中释放的CO2以增加捕获的CO2的密度，用于临时机载储存。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，还包括：将内燃机废热转换为电能或机械功。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，还包括：再次使用CO2释放后的液体捕获溶剂作为捕获液体溶剂，从而形成连续再生系统。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，还包括：改装移动源以包括执行CO2分离和释放的机载CO2捕获和储存系统。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的方法，其中所述多孔膜接触器由聚丙烯、聚乙烯、聚醚醚酮、聚四氟乙烯或其他聚合物材料构成。
23.根据权利要求16至23中任一项所述的方法，其中所述膜接触器由一束多孔纤维组成，所述多孔纤维具有10至500μm的内径和10至200nm的孔径，其中所述液体溶剂通过
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于减少co2排放的co2捕获系统，包括：
2.根据权利要求1所述的co2捕获系统，其中在40℃下混合溶剂的粘度小于10cp，co2捕获之前的所述液体溶剂的ph值在8至12之间，并且负载co2的液体溶剂的ph值在9至11之间。
3.根据权利要求1或2所述的co2捕获系统，其中第二取代基选自一级氨基磺酸盐，或二级氨基酸或氨基磺酸盐，或三级氨基酸或氨基磺酸盐。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的co2捕获系统，其中添加的钾的摩尔数等于所述氨基酸或氨基磺酸上的酸性羧酸根和磺酸根官能团的总摩尔数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的co2捕获系统，其中所述第一组分为牛磺酸钾，并且所述第二组分为高牛磺酸钾或n-甲基牛磺酸钾。
6.根据权利要求5所述的co2捕获系统，其中所述牛磺酸钾以2m至4m的浓度存在，所述高牛磺酸钾以1m至3m的浓度存在。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的co2捕获系统，其中所述第一组分是牛磺酸盐并且所述第一组分与所述第二组分的比率为1.5：1至2.5：1。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的co2捕获系统，其中吸收塔中液体质量与气体质量比低于5：1的所述液体溶剂在210kpa汽提塔压力和120℃汽提塔温度下的co2捕获率高于35％，并且没有任何固体沉淀物形成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的co2捕获系统，其中最小极性的氨基酸或氨基磺酸盐组分的浓度被最小化至在工艺操作条件下当所述溶剂负载有co2时维持完全溶解所需的量。
10.一种用于移动内燃机以减少co2排放的机载co2捕获和储存系统，包括：
11.根据权利要求10所述的机载co2捕获和储存...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·维埃斯，埃里克·拉蒂默，伊萨姆·扎基·哈马德，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。