使用包含生物催化剂的微粒捕获CO2的方法技术

一种用于捕获CO2的方法，所述方法包括任选地在填充反应器内使含CO2气体与吸收混合物接触。所述吸收混合物包含液体溶液和微粒。微粒包含载体材料和由所述载体材料负载的生物催化剂，并且被确定为一定尺寸且以一定的浓度提供，以使得所述吸收混合物通过填充反应器流动，并且所述微粒由所述液体溶液携带以促进CO2向碳酸氢根和氢离子的溶解和转化。可以将吸收混合物和微粒提供在吸收反应器中，以便可以泵送。此外，用于从富离子水性混合物解吸CO2气体的方法包括提供生物催化微粒并将所述混合物给料至解吸反应器，以促进碳酸氢根和氢离子向CO2气体和水的转化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用包含生物催化剂的微粒捕获CO2的方法专利
本专利技术总体上涉及(X)2捕获，并且更具体地涉及使用包含生物催化剂的微粒捕获 CO2的方法。专利技术背景全世界科学界对气候变化危险的越来越急迫的警告以及对该问题的更多的公众意识和关心已经促进了对以减少人为温室气体(GHGs)排放，最值得注意的是二氧化碳为目标的全局调控的增加的动力。最终，北美和全球CO2排放的显著削减将需要来自全世界 CO2的最大单一来源电力生产行业的缩减。根据国际能源署(IEA)的GHG计划，到2006为止，全世界有近5，000家化石燃料发电厂，产生近110亿吨CO2,占全球总人为(X)2排放的近 40%。在来自发电行业的这些排放中，61%来自燃煤发电厂。尽管政府提倡的长期议事日程是用可再生能源代替生产化石燃料，但不断增加的能量需求结合中短期对火力发电的巨大依赖决定了这种基于化石燃料的发电厂仍然运行。因此，为实现有效的GHG缩减体系将需要减少由此行业产生的CO2排放，而碳捕获和封存(CCS)提供了最广为人知的解决方案之一。CCS方法从含(X)2烟气去除CO2,能够产生高度浓缩的(X)2气体流，所述(X)2气体流被压缩并被运输至封存场所。此场所可以是衰竭油田或盐水层。在海洋中封存和矿物碳酸盐化是处在研究阶段的封存的两种替代方式。捕获的(X)2还可以用于提高石油回收。当前用于(X)2捕获的技术主要基于胺溶液的使用，所述胺溶液通过两个主要的不同单元循环与解吸(或汽提)塔连接的吸收塔。生物催化剂已经用于(X)2吸收应用。例如，CO2转化可以由酶碳酸酐酶如下催化碳酸酐酶CO2 + H2O ----------. H' + HCOl在最适条件下，该反应的催化转换率可以达到1 χ IO6分子/秒。存在一些在CO2捕获反应器中提供碳酸酐酶的已知方式。一种方式是通过将酶固定化在填充塔反应器中的固体填料上。另一种方式是通过在反应器内或流过反应器的溶液中提供可溶状态的酶。这两种方法均提供了有益的效果但也存在一些限制。固定化在固体填料上的酶限制了酶的有益效果，因为其在气-液界面处的反应性液膜中的存在有限，所述反应性液膜的厚度为约10 μ m ；填充物上的酶距气-液界面数毫米。可溶的酶带来了最佳的酶效果，然而，其可能不容易与溶液分离并且如果酶对剧烈条件(诸如解吸操作中使用的那些条件)不稳定，则其将变性并且该过程将需要高水平的连续的酶更换。存在对于以下技术的需求克服用于在(X)2捕获反应器中提供生物催化剂如碳酸酐酶的已知技术的问题和挑战中的一些。专利技术概述本专利技术通过提供用于使用包含生物催化剂的微粒捕获(X)2的方法以满足于上面提到的需求。更具体地，本专利技术提供了一种用于从含(X)2气体中捕获(X)2的方法，所述方法包括在填充反应器内使所述含ω2气体与吸收混合物接触，所述吸收混合物包含液体溶液和微粒，所述微粒包含载体材料和由所述载体材料负载的生物催化剂，并且被确定为一定尺寸且以一定的浓度提供，以使得所述吸收混合物通过所述填充反应器流动，并且所述微粒由所述液体溶液携带以促进(X)2向碳酸氢根和氢离子的溶解和转化，由此产生贫0)2气体和包含所述微粒的富离子混合物。在一个任选的方面，所述方法包括将所述微粒从所述富离子混合物中移除以产生富离子溶液。在另一个任选的方面，微粒的移除通过过滤机构、磁选、离心、旋风分离、沉降或它们的组合进行。在另一个任选的方面，所述方法包括对所述富离子溶液进行解吸或矿物碳酸盐化以产生贫离子溶液。富离子混合物可以包括包含沉淀物，并且在进行所述解吸或所述矿物碳酸盐化之前将所述沉淀物从所述富离子混合物中移除。在另一个任选的方面，所述方法包括在使所述贫离子溶液再循环以进一步接触所述含ω2气体之前将一定量的所述微粒加入至所述贫离子溶液。在另一个任选的方面，所述方法包括将所述富离子混合物给料至解吸反应器中， 所述微粒由所述载体材料固定并且被确定为一定的尺寸并被以一定的浓度提供在所述解吸反应器中，以使得所述微粒由所述富离子混合物携带以促进碳酸氢根和氢离子转化成为 CO2气体和水，从而产生(X)2气流和贫离子溶液。在另一个任选的方面，可以将所述微粒确定为一定尺寸以促进所述微粒与所述富离子混合物的分离。例如，可以将所述微粒的尺寸确定为具有高于约Iym或高于约5μπι 以上的直径。在另一个任选的方面，微粒的尺寸可以被确定为具有包含具有一定的活性密度的所述生物催化剂的催化表面积，以便提供与可溶性生物催化剂的以下活性水平等效的活性水平对于生物催化剂具有约2隱单位/毫克的最小活性的情况，高于约0. 05g生物催化剂/L，任选地在约0. 05g生物催化剂/L和约2g生物催化剂/L之间，并且优选为约0. 05g 生物催化剂/L至约0. 5g生物催化剂/L。在另一个任选的方面，吸收混合物和(X)2形成具有一定厚度的反应性液膜，并且所述微粒的尺寸被确定为在所述反应性液膜厚度的数量级的范围内。在另一个任选的方面， 所述吸收混合物和(X)2形成具有一定厚度的反应性液膜，并且所述微粒的尺寸被确定为小于所述反应性液膜的厚度。反应性液膜的厚度可以为约10 μ m在另一个任选的方面，微粒的尺寸被确定为约1 μ m至约100 μ m。在另一个任选的方面，沉淀物可以在所述富离子混合物中形成，并且所述微粒的尺寸可以被确定为大于或重于所述沉淀物。在另一个任选的方面，微粒具有至少约0. 06WA/mm2，任选地约0. 5WA/mm2以上的活性密度。在另一个任选的方面，将微粒以约40% w/w的最大粒子浓度提供在所述吸收混合物中。在一些任选的方面，最大微粒浓度可以是35% w/w、30% w/w、25% w/w、20% w/w、15% w/w、10% w/w 或 5% w/w。在另一个任选的方面，所述载体至少部分地由以下各项构成尼龙、纤维素、二氧化硅、硅胶、壳聚糖、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、磁性材料或它们的组合构成。所述载体可以优选地由尼龙构成。在另一个任选的方面，载体材料的密度可以为约0. 6g/ml至约3g/ml。在另一个任选的方面，吸收混合物包含水和吸收化合物。吸收化合物可以包括伯、仲和/或叔胺；伯、仲和/或叔链烷醇胺；伯、仲和/或叔氨基酸；和/或碳酸盐。更具体地，所述吸收化合物可以包括哌啶、哌嗪、哌啶或哌嗪的被至少一个烷醇基团取代的衍生物、一乙醇胺(MEA)、2_氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、2-(2-氨乙基氨基)乙醇(AEE)、2_氨基-2-羟甲基-1，3-丙二醇(Tris)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二甲基一乙醇胺(DMMEA)、 二乙基一乙醇胺(DEMEA)、三异丙醇胺(TIPA)、三乙醇胺、聚亚烷基二醇的二烷基醚、聚乙二醇的二烷基醚或二甲基醚，氨基酸，包括甘氨酸、脯氨酸、精氨酸、组氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、蛋氨酸、丝氨酸、苏氨酸、谷氨酰胺、半胱氨酸、天冬酰胺、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丙氨酸、缬氨酸、酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸，以及衍生物如牛磺酸、N-环己基-1，3-丙二胺、N-仲丁基甘氨酸、N-甲基-N-仲丁基甘氨酸、二乙基甘氨酸、二甲基甘氨酸、肌氨酸、 甲基牛磺酸、甲基-α-氨基丙酸、N-(β -乙氧基)牛磺酸、Ν-(β-氨乙基)牛磺酸、N-甲基丙氨酸、6-氨基己本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：西尔维·弗拉代特，朱莉·金格拉斯，诺曼德·瓦耶，乔纳森·卡利，格伦·R·凯利，奥利维拉·切佩尔科维奇，
申请(专利权)人：二氧化碳处理公司，
类型：发明
国别省市：