本申请涉及环保试剂净化,尤其涉及一种净化醇胺类二氧化碳捕集剂的方法。
背景技术:
1、随着碳捕获、利用与封存(ccus)技术的不断发展,其中二氧化碳捕集技术广泛受到重视,而目前二氧化碳捕集技术大部分会使用醇胺类胺二氧化碳捕集剂。虽然醇胺类胺二氧化碳捕集剂具有捕集效率高、捕集速率快、再生能耗低等优点,具有较好的工业应用前景,但是以醇胺类胺这类有机胺类为主的二氧化碳捕集剂在使用一段时间后胺液会出现变质的现象,除了使用技术手段延缓变质外,还需要对变质的有机胺类二氧化碳捕集剂进行进一步的净化处理,以减轻变质的胺液对整体二氧化碳捕集剂所造成危害。
2、目前传统的净化处理方法包括蒸馏回收、电渗析技术、膜分离法、离子交换法等,这些技术中离子交换法的使用较为普遍,但是离子交换法所用的离子交换树脂无法有效地去除变质的有机胺类二氧化碳捕集剂大部分的非离子杂质,影响离子交换树脂的处理效率;另外离子交换树脂因其特性只适用于低浓度热稳定盐的处理,在处理高浓度热稳定盐的有机胺类二氧化碳捕集剂时需要频繁的再生处理才能净化完全,降低了离子交换树脂的处理效率。
3、现有净化处理的技术包括:(1)电渗析技术,是一种使用直流电以及选择性离子透过膜来实现变质胺脱盐的方法。电渗析技术的主要功能结构为电渗析室,电渗析室在正极和负极电极板之间交替排布有阴阳离子选择性透过膜,从而分别形成盐水室和胺液室;在电场作用下,胺液中的带电粒子发生定向移动,并使用阴阳离子选择性透过膜分离捕集剂中的离子进入盐水中,以实现胺液中杂质的分离和去除。(2)蒸馏回收法,是一种传统的胺液净化方法,其原理是通过加热蒸馏的方式将胺液中的活性胺提取,蒸馏设备的底部残留物就是变质的胺液、固体杂质及热稳定性盐等。(3)膜分离法,是利用膜两侧的动力差(压力差、浓度差等)促使膜的上游组分选择性透过,以达到对膜两侧组分的分离和提纯的目的;一般膜分离法在能耗、环境保护等方面优于蒸馏、电渗析等方法。(4)离子交换法,是使用离子交换树脂净化废液中的热稳定性盐。其原理是:溶液中的阴离子(或阳离子)与树脂上的阴离子(或阳离子)发生置换而脱除,当树脂上的离子被置换完全后,再使用适量的酸或碱对离子交换树脂进行再生,以实现离子交换树脂的循环使用。
技术实现思路
1、本申请提供了一种净化醇胺类二氧化碳捕集剂的方法,以解决如下技术问题:如何提高离子交换树脂的处理效率。
2、第一方面,本申请提供了一种净化醇胺类二氧化碳捕集剂的方法,所述方法包括:
3、使用功能型碳化树脂对醇胺类二氧化碳捕集剂进行第一吸附处理,以得到第一处理液;
4、使用阳离子活化树脂对所述第一处理液进行第二吸附处理,以得到第二处理液;
5、使用阴离子活化树脂对所述第二处理液进行第三吸附处理,以实现醇胺类二氧化碳捕集剂的净化;
6、其中,所述功能型碳化树脂为表面修饰有金属盐的碳化树脂。
7、可选的,所述金属盐包括镍盐和/或钴盐。
8、可选的,所述镍盐包括以下至少一种:
9、硫酸镍、氯化镍、磷酸镍、草酸镍和亚硝酸镍;
10、所述钴盐包括以下至少一种:
11、硫酸钴、氯化钴、硝酸钴和溴化钴。
12、可选的,所述功能型碳化树脂的制备方法包括:
13、在碱性体系条件下向酚醛树脂中加入金属盐进行表面修饰,后进行过滤、烘干和焙烧,以得到功能型碳化树脂。
14、可选的,所述焙烧的温度为300℃~600℃,所述焙烧的时间为30min~120min。
15、可选的,所述阳离子活化树脂的制备方法包括:
16、使用饱和浓盐水对强碱型阳离子交换树脂进行超声活化,后进行洗涤,以得到第一阳离子活化树脂;
17、使用碱性溶液对所述第一阳离子活化树脂进行超声活化,后进行洗涤,以得到第二阳离子活化树脂;
18、使用酸性溶液对所述第二阳离子进行超声活化,后进行洗涤,以得到第三阳离子活化树脂;
19、在酸性蒸汽条件下对所述第三阳离子活化树脂进行第一加热活化,以得到阳离子活化树脂。
20、可选的,所述第一加热活化的温度为60℃~80℃,所述酸性蒸汽中酸性物质和所述酸性蒸汽的质量比为0.01~0.03。
21、可选的,所述阴离子活化树脂的制备方法包括:
22、使用饱和浓盐水对弱碱型阴离子交换树脂进行超声活化,后进行洗涤,以得到第一阴离子活化树脂;
23、使用碱性溶液对所述第一阴离子活化树脂进行超声活化,后进行洗涤,以得到第二阴离子活化树脂;
24、使用酸性溶液对所述第二阴离子进行超声活化,后进行洗涤,以得到第三阴离子活化树脂;
25、在碱性蒸汽条件下对所述第三阴离子活化树脂进行第二加热活化,以得到阴离子活化树脂。
26、可选的,所述第二加热活化的温度为80℃~150℃,所述碱性蒸汽中碱性物质和所述碱性蒸汽的质量比为0.01~0.04。
27、可选的,所述功能型碳化树脂和所述醇胺类二氧化碳捕集剂的质量比≥1:30;
28、所述阳离子活化树脂和所述第一处理液的质量比≥1:60;
29、所述阴离子活化树脂和所述第二处理液的质量比≥1:30。
30、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
31、本申请实施例提供了一种净化醇胺类二氧化碳捕集剂的方法,所述方法包括:使用功能型碳化树脂对醇胺类二氧化碳捕集剂进行第一吸附处理,以得到第一处理液;使用阳离子活化树脂对所述第一处理液进行第二吸附处理,以得到第二处理液;使用阴离子活化树脂对所述第二处理液进行第三吸附处理,以实现醇胺类二氧化碳捕集剂的净化;其中,所述功能型碳化树脂为表面修饰有金属盐的碳化树脂。功能型碳化树脂可以是表面修饰有金属盐的碳化树脂,可以使用金属盐降低碳化树脂中芳香结构的疏水特性,以增加碳化树脂的亲水性和极性,从而可以使用该功能型碳化树脂吸附醇胺类二氧化碳捕集剂的非离子杂质以及大部分的热稳定盐,以降低后续吸附的热稳定盐浓度,进而可以提高后续第二吸附处理和第三吸附处理的树脂吸附效率;此外使用阳离子活化树脂进行第二吸附处理以及阴离子活化树脂进行第三吸附处理,可以基于阳离子活化树脂和阴离子活化树脂的高比表面积和大量的活性位点数对第一处理液和第二处理液的杂质进行充分地吸附,以提高第二吸附处理和第三吸附处理的树脂吸附效率。
1.一种净化醇胺类二氧化碳捕集剂的方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述金属盐包括镍盐和/或钴盐。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述镍盐包括以下至少一种:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述功能型碳化树脂的制备方法包括:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述焙烧的温度为300℃~600℃,所述焙烧的时间为30min~120min。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述阳离子活化树脂的制备方法包括:
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一加热活化的温度为60℃~80℃,所述酸性蒸汽中酸性物质和所述酸性蒸汽的质量比为0.01~0.03。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述阴离子活化树脂的制备方法包括:
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第二加热活化的温度为80℃~150℃,所述碱性蒸汽中碱性物质和所述碱性蒸汽的质量比为0.01~0.04。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述功能型碳化树脂和所述醇胺类二氧化碳捕集剂的质量比≥1:30;