CO2回收新技术之物理吸收法
二氧化碳是一种温室气体,但千万不可小视它的利用价值,因为它同时也是一种重要的资源和工业气体,可广泛用于食品、化工、机械、农业、医药、运输、国防、消防等各个部门。
从气体中分离二氧化碳常用的方法有:物理吸收法,化学吸收法,吸附分离法,膜分离法和深冷法等。
物理吸收法主要是利用水、甲醇、碳酸丙稀脂等作为吸收剂,利用CO2在这些溶液中的溶解度随压力而改变的原理来吸收CO2气体。这种方法主要在低温高压下进行,吸收能力大,吸收利用量少,吸收剂再生不需要加热,溶剂不起泡,不腐蚀设备。
物理吸收法根据亨利定律在加压下溶解度高,低压下实现解析。因而,通常应用于溶质气体分压较高的场合。一般,吸收是采用高压及低温,解吸是采用减压或加温,减压解吸可较大幅度降低能耗。因而,物理吸收法的关键是选用吸收剂必须对CO2的溶解度大、选择性好、无腐蚀、性能稳定。物理吸收法全部采用有机化合物做吸收溶剂,吸收CO2过程为物理吸收过程。溶液的酸气负荷正比于气相中酸气分压,当富液压力降低时,即放出吸收的酸性气体组分;由于物理溶剂对重烃有较大的溶解度,因而物理吸收法常用于酸气分压超过3.5公斤/厘米2,重烃含量低的天然气净化,其中某些方法可选择性地脱除H2S。
物理吸附的特点如下:①吸附在低温高压下进行,吸附能力大,吸附利用量少,吸附剂再生不需要加热;②溶剂不起泡,不腐蚀设备;③只适合用于CO2分压较大的条件。且CO2的去除程度较低。
物理吸收法主要有:加压水洗法,低温甲醇法,Selexol法,碳酸丙烯醋法,N-甲基吡咯烷酮(Purisol)法。
碳酸丙烯醋法是采用碳酸丙烯酯为溶剂的物理吸收方法。碳酸丙烯酯的性质优良,CO2在其中的溶解度随压力增加而增加。碳酸丙烯酯对CO2、H2S等酸性气体有较大的溶解能力,而对N2、H2、CO等气体的溶解度却较低。此外,该溶剂具有溶解热低,粘度低(2.4mPas), 蒸汽压低(沸点240℃)等特点,且在通常操作压力下。具有良好的化学稳定性,无毒性。对碳钢及其它大多数结构材料无腐蚀作用。碳酸丙烯酯脱CO2的优点是二氧化碳回收率较高,可节省大量能耗,但投资费用较高,溶剂损失将使其操作成本提高。