二氧化碳固体回收材料及其制造方法技术

本发明专利技术所述的二氧化碳固体回收材料是含有1重量％～99重量％的铁酸钠、以及1重量％～99重量％的多孔材料的二氧化碳固体回收材料，平均粒径为1mm～10mm，比表面积为5m2/g～1500m2/g，所述铁酸钠的一次粒子的平均长轴径相对于平均短轴径的轴比为1～2。相对于平均短轴径的轴比为1～2。相对于平均短轴径的轴比为1～2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二氧化碳固体回收材料及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种将二氧化碳固定化的固体回收材料及其制造方法，尤其涉及含有铁酸钠的固体回收材料及其制造方法。

技术介绍

[0002]以往，为了减少二氧化碳在大气中的排放量，对二氧化碳的回收、储存、及其回收利用进行了研究。作为二氧化碳的大规模来源，可以列举出煤、重油、天然气等为燃料的火力发电厂、制造厂的锅炉、以及水泥工厂的窑炉等。除此之外，还可以列举出用焦炭还原氧化铁的炼铁厂的高炉、或者以汽油、重油、轻油为燃料的汽车、船舶和飞机等运输设备等。
[0003]目前，在火力发电厂等大型设施中，利用胺水溶液进行二氧化碳的固定回收。由于该方法使用液体回收材料，因此具有能够用泵输送回收材料的优点。
[0004]然而，由于在上述方法中使用含有危险品的液体，因此难以运用于垃圾焚烧厂等中小型设施，结果，现状是几乎无法完成二氧化碳的固定化和回收。因此，期待固体、特别是无危险性的无机材料制成的二氧化碳固体回收材料。作为现有的二氧化碳固体回收材料，在专利文献1和专利文献2中公开了含有铁酸钠的二氧化碳回收材料。其中，层状岩盐结构(三方晶系)的α
‑
铁酸钠使二氧化碳与钠发生拓扑化学反应。即，α
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铁酸钠在与二氧化碳的反应中形成Na1‑
x
FeO2和碳酸钠的混合相。因此，据报道该反应速度快，而且该反应对二氧化碳的吸收/释放重复性能优异。另一方面，据报道由于斜方晶系的β
‑
铁酸钠会使钠与二氧化碳反应，因此β
‑
铁酸钠的晶相与α
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铁酸钠的晶相相比，二氧化碳的吸收量更多。
[0005]通常，作为铁酸钠与二氧化碳的反应式，在气体中不含水蒸气的情况下为NaFeO2+1/2CO2→
1/2Na2CO3+1/2Fe2O3，在含有水蒸气的情况下为NaFeO2+CO2+1/2H2O
→
NaHCO3+1/2Fe2O3。因此，对于铁酸钠，理论上具有能够吸附/脱附高达18～28重量％的二氧化碳的能力。现有技术文献专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2016
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3156号公报专利文献2：日本特开2017
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109198号公报

技术实现思路

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专利技术所要解决的问题
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[0007]专利文献1和专利文献2记载的二氧化碳的固体回收材料如上所述含有铁酸钠，因此被认为是在低温区域二氧化碳的吸收性能较好的固体回收材料。然而，仍然需要二氧化碳的固定回收性能更高的二氧化碳回收材料，除了改善铁酸钠本身的特性之外，还需要进一步改善安装在二氧化碳回收装置中的形态下的特性。具体而言，铁酸钠粉末在以粉末状态难以操作处理的情况、特别是在将铁酸钠填充到吸附塔中使用的情况下，由于细微的粉末密集而容易产生压力损失，因此承载在规定的载体上或者造粒成规定形状使用。因此，铁
酸钠被承载或造粒的状态下的二氧化碳回收材料的组成和物性也很重要。
[0008]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种二氧化碳固体回收材料及其制造方法，该二氧化碳固体回收材料能够在室温至200℃的低温温度范围内固定二氧化碳，并且能够通过50～200℃的加热回收二氧化碳，固定回收性能优异。
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用于解决问题的方案
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[0009]为了实现上述目的，在本专利技术中，通过在规定的条件下将铁酸钠承载于多孔材料上或者使用多孔材料将铁酸钠造粒，可以在室温至200℃的温度范围内固定二氧化碳，并通过50～200℃的加热高效地回收固定的二氧化碳。
[0010]具体而言，本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料特征在于，其是包含1重量％～99重量％的铁酸钠、以及1重量％～99重量％的多孔材料的二氧化碳固体回收材料，所述二氧化碳固体回收材料的平均粒径为1mm～10mm，比表面积为5m2/g～1500m2/g，所述铁酸钠的一次粒子的平均长轴径相对于平均短轴径的轴比为1～2。
[0011]根据本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料，通过使用多孔材料可以形成含有高浓度铁酸钠的成形体。因此，含有铁酸钠和多孔材料的本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料具有能够将气体中的二氧化碳固定并封入固体内，并且通过加热回收二氧化碳的优异性质。另外，如果平均粒径为1～10mm，则填充于吸附塔等中时，能够在不减少因微细粉末密集而引起的压力损失的情况下，确保废气等的流通路径。结果，能够有效地固定二氧化碳。另外，一次粒子的平均长轴径相对于平均短轴径的轴比小至1～2，形状接近球形，因此分散性高，一次粒子不易凝集，从而能够提高成形性和加工性。这些特性互相结合，根据本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料，能够在室温至200℃的温度范围内固定二氧化碳，并且通过50～200℃的加热回收二氧化碳，固定回收性能优异。
[0012]优选地，本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料含有1重量％～70重量％的所述铁酸钠，含有30重量％～99重量％的所述多孔材料，比表面积为100m2/g～1500m2/g。
[0013]由此，通过在作为载体的所述多孔材料的表面承载大量铁酸钠，可以形成含有高密度铁酸钠的成形体。因此，含有铁酸钠和多孔材料的本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料具有能够将气体中的二氧化碳固定并封入固体内，并且通过加热回收二氧化碳的优异性质。另外，在1重量％～70重量％的铁酸钠承载于30重量％～99重量％的多孔材料上的情况下，如果比表面积小于100m2/g，则难以与气体中所含的二氧化碳接触，二氧化碳的固定回收性能降低，如果比表面积大于1500m2/g，则难以进行工业生产。
[0014]此时，优选地，硬度为5kgf/mm2～35kgf/mm2，堆积密度为0.3g/mL～0.8g/mL。
[0015]由此，填充到吸附塔等中时，不易因重力或废气等的流通所产生的摩擦等而损坏，从而便于废气等气体的流通。
[0016]优选地，本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料含有大于70重量％且小于等于99重量％的所述铁酸钠，含有大于等于1重量％且小于30重量％的所述多孔材料，比表面积为5m2/g～500m2/g。
[0017]由此，所述多孔材料能够促进铁酸钠粒子的凝集，形成含有高浓度铁酸钠的成形体。因此，含有铁酸钠和多孔材料的本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料具有能够吸附气体中的二氧化碳，将二氧化碳封入固体内，并且通过加热释放二氧化碳的优异性质。另外，在使用大于等于1重量％且小于30重量％的多孔材料将大于70重量％且小于等于99重量％
的铁酸钠造粒的情况下，如果比表面积小于5m2/g，则难以与气体中所含的二氧化碳接触，二氧化碳的固定回收性能降低，如果比表面积大于500m2/g，则难以进行工业生产。
[0018]此时，优选地，硬度为3kgf/mm2～30kgf/mm2，球形度为1～2。
[0019]由此，填充到吸附塔等中时，不易因重力或废气等的流通所产生的摩擦等而损坏，从而便于废气等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二氧化碳固体回收材料，其中，所述二氧化碳固体回收材料是含有1重量％～99重量％的铁酸钠、以及1重量％～99重量％的多孔材料的二氧化碳固体回收材料，平均粒径为1mm～10mm，比表面积为5m2/g～1500m2/g，所述铁酸钠的一次粒子的平均长轴径相对于平均短轴径的轴比为1～2。2.根据权利要求1所述的二氧化碳固体回收材料，其中，所述二氧化碳固体回收材料含有1重量％～70重量％的所述铁酸钠，含有30重量％～99重量％的所述多孔材料，比表面积为100m2/g～1500m2/g。3.根据权利要求2所述的二氧化碳固体回收材料，其中，所述二氧化碳固体回收材料的硬度为5kgf/mm2～35kgf/mm2，堆积密度为0.3g/mL～0.8g/mL。4.根据权利要求1所述的二氧化碳固体回收材料，其中，所述二氧化碳固体回收材料含有大于70重量％且小于等于99重量％的所述铁酸钠，含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本宗由，志茂伸哉，栗田荣一，
申请(专利权)人：户田工业株式会社，
类型：发明
国别省市：