【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶尾气处理，尤其涉及一种从船舶尾气中选择性脱除nox和分离高纯co2的方法及系统。
技术介绍
1、船舶尾气中二氧化碳的减排是近年来研究人员关注的一大重点领域。
2、船舶尾气二氧化碳捕集技术通过从船舶尾气中分离出纯度较高的二氧化碳，来实现二氧化碳的资源化利用，是重要的碳减排路径。船舶尾气中含有氮氧化物(nox)，现有技术中难以将其与co2较为彻底地分离，导致从船舶尾气中分离出的co2中含有较多的nox，无法满足一些行业(如食品、封存)对高纯二氧化碳的要求。
3、例如，中国专利cn117504584a公开了一种烟气nox脱除和co2捕集协同联用的系统及方法，利用co2捕集系统排放的有机蒸气混合废气进行高温催化脱硝，能够实现烟气中nox的脱除和co2的捕集，但该技术中，用于co2捕集的吸收剂采用的是有机胺使溶液，对nox脱除的选择性较低，导致co2产品气中氮氧化物含量仍较高(根据该专利中的记载，得到的co2产品气中氮氧化物含量为123-211ppm)。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，即现有的nox脱除和co2捕集联用技术获得的co2中仍具有较高的nox含量，本专利技术提供了一种从船舶尾气中选择性脱除nox和分离高纯co2的方法及系统。采用本专利技术的方法或系统，能够实现较好的nox选择性脱除效果，使最终获得的co2产品气具有较高的纯度。
2、本专利技术的具体技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供了一种从船舶尾气
4、s1：将船舶尾气与脱氮液接触，进行脱氮，获得脱氮气；所述脱氮液包括以下重量份的组分：叔胺主剂2-50份，离子液体0-50份，含硫元素的氧化剂0-1份，水30-98份；
5、s2：脱碳液与脱氮气接触，从脱氮气中吸收co2后转变为含碳液；
6、s3：对含碳液进行加热释放co2，获得co2产品气。
7、在脱氮过程中，当船舶尾气与脱氮液接触时，氮氧化物从气相溶解到脱氮液中并发生反应，进而实现船舶尾气中氮氧化物的脱除。船舶尾气中的氮氧化物主要是no和no2，本专利技术所采用的脱氮液对这些氮氧化物均能实现较好的吸收效果，从而获得高纯度的co2产品气，使其具有较低的nox含量；并且，本专利技术的脱氮液对氮氧化物的吸收具有较高的选择性，对co2吸收较少，因而能够提高船舶尾气中co2的回收率。脱氮液的具体作用机理包括：
8、1)采用叔胺(在结构上具有至少一个叔氨基的化合物)作为主剂，能够通过自由基反应机理，选择性吸收no和no2，反应机理为：
9、r1r2r3n+no2→hno2+r1r2r3n·；
10、r1r2r3n·+no→r1r2r3nno；
11、r1r2r3n·+no2·→r1r2r3nno2。
12、叔胺在吸收氮氧化物的过程中，具有选择性高、热稳定性好、抗氧化性好的优点。
13、2)采用极性溶剂体系(水作为溶剂，或者水和离子液体混合作为溶剂)，能够降低非极性气体co2的溶解度，减少co2在脱氮过程中的损失。
14、3)离子液体能够提高no在脱氮液中的物理溶解度，加快叔胺主剂作用下no的氧化、亚硝酸化反应。此外，离子液体作为物理溶剂还能提高脱氮液的稳定性和抗氧化性。
15、4)含硫元素的氧化剂能够氧化no，从而提高脱氮液对no的脱除能力，能够保证在极低浓度(几到几十ppm级别)下氮氧化物的脱除效率，反应机理例如：so32-+no→no2-+so42-。
16、除了选择性吸收氮氧化物以外，当船舶尾气中含有较多的so2时，本专利技术中所采用的脱氮液中，含硫元素的氧化剂还能发挥脱除so2的作用，从而提高co2产品气的纯度，避免其中含有过多的so2，反应机理例如：so2+so32-+h2o→2hso3-。
17、此外，采用本专利技术的方法进行nox的脱除和co2的分离，当用于船舶中时，无需对现有的船舶动力系统进行改动，能够适配于现有的船舶条件，且不会造成动力系统压损过大，对船舶出力的影响较小。
18、作为优选，步骤s3的具体过程包括以下步骤：将含碳液分为两部分，对一部分含碳液进行加热后，向释放出的气体喷淋另一部分含碳液，获得co2产品气。
19、在含碳液加热解吸释放出co2后，采用另一部分含碳液对释放出的气体进行喷淋，能够吸收气体中残留的氮氧化物，使co2产品气中的氮氧化物含量进一步降低。并且，由于本专利技术通过加热的方式进行co2的解吸，故释放出的气体具有较高的温度，能够避免co2被喷淋的含碳液吸收而造成co2回收率大幅度降低。
20、作为优选，步骤s2中，所述脱碳液包括以下重量份的组分：伯胺主剂20-50份，co2溶剂20-70份，位阻胺和/或环状多元胺0-10份，抗降解剂0-1份，水20-70份；步骤s2中，所述脱碳液和脱氮气的温度均为20-50℃；步骤s3中，所述加热的温度为90-120℃。
21、在脱碳过程中，上述脱碳液与脱氮气接触后，能够溶解脱氮气内所含有的co2，并与co2发生反应，从而实现co2的吸收；在加热后，脱碳液吸收的co2能够发生解吸。经由脱碳液对co2的吸收和解吸过程，能够将co2从脱氮气中分离出来，且得到的co2产品气具有较高的纯度。脱碳液的具体作用机理包括：
22、1)采用伯胺(在结构上具有至少一个伯氨基的化合物)作为主剂，在低温条件(20-50℃)下能够与co2发生酸碱中和反应，反应机理为：
23、rnh2+co2→rnhcoo+rnh3+。
24、当温度升高(90-120℃)时，可发生上述酸碱中和反应的逆反应，从而实现co2的解吸。
25、此外，船舶尾气中的so2、no2、co2均是酸性气体，且so2和no2的酸性强于co2，伯胺主剂能够以酸碱中和反应的方式吸收so2和no2，产物为热稳定的盐，在加热解吸co2的过程中不会发生逆反应(逆反应所需温度远高于250℃)，因而能够减低co2产品气中so2和no2的含量，提高co2产品气的纯度。
26、2)极性溶剂水对非极性分子co2的溶解效果较差，通过添加co2溶剂(弱极性溶剂)，能够加速co2的溶解，提高co2在脱碳液中的溶解度，提高脱氮过程的选择性。
27、3)位阻胺和/或环状多元胺能够提高脱碳液的co2吸收容量，并降低解吸过程中的热耗。
28、4)抗降解剂能够延缓脱碳液的降解，有利于脱碳液的循环使用。
29、上述脱碳液配方除了在吸收和解析co2的过程中，有利于将co2与so2、no2分离以外，当将吸收co2后所得含碳液分为两部分，一部分进行加热解吸，释放出的气体用另一部分含碳液进行喷淋时，这一脱碳液配方还有利于喷淋过程中含碳液对气体中残留氮氧化物的吸收，从而在更大程度上降低co2产品气中的氮氧化物含量。
30、作为进一步优选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种从船舶尾气中选择性脱除NOx和分离高纯CO2的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3的具体过程包括以下步骤：将含碳液分为两部分，对一部分含碳液进行加热后，向释放出的气体喷淋另一部分含碳液，获得CO2产品气。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述脱碳液包括以下重量份的组分：伯胺主剂20-50份，CO2溶剂20-70份，位阻胺和/或环状多元胺0-10份，抗降解剂0-1份，水20-70份；步骤S2中，所述脱碳液和脱氮气的温度均为20-50℃；步骤S3中，所述加热的温度为90-120℃。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2所述脱碳液中：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1所述脱氮液中：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，脱氮气被脱碳液吸收CO2后转变为脱碳气，采用洗涤液对脱碳气进行洗涤。
7.一种用于如权利要求1~6之一所述方法的系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述CO2解吸塔（8）内解吸段（801）的上方设有至少一个分流循环段（802），分流循环段（802）中设有分流液进口（8021）和分流液出口（8022），分流液进口（8021）和分流液出口（8022）均与一个分流罐（10）相连，分流罐（10）通过第二支路与含碳液出口（4032）连通。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一支路中设有换热器（7）；所述换热器（7）中的冷流体进口、冷流体出口、热流体进口和热流体出口分别与含碳液出口（4032）、含碳液进口（8011）、脱碳液出口（8012）和脱碳液进口（4031）连通。
...【技术特征摘要】
1.一种从船舶尾气中选择性脱除nox和分离高纯co2的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3的具体过程包括以下步骤：将含碳液分为两部分，对一部分含碳液进行加热后，向释放出的气体喷淋另一部分含碳液，获得co2产品气。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述脱碳液包括以下重量份的组分：伯胺主剂20-50份，co2溶剂20-70份，位阻胺和/或环状多元胺0-10份，抗降解剂0-1份，水20-70份；步骤s2中，所述脱碳液和脱氮气的温度均为20-50℃；步骤s3中，所述加热的温度为90-120℃。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤s2所述脱碳液中：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1所述脱氮液中：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，脱氮气被脱碳液吸收co2后转变为脱碳气，采用洗涤液对脱碳气进行洗涤。
【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞，刘盛辉，祁志福，李宁，唐文越，丁浩然，贺凡，章天晏，
申请(专利权)人：浙江省白马湖实验室有限公司，
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。