一种用于催化富制造技术

本发明专利技术涉及

【技术实现步骤摘要】
一种用于催化富CO2胺溶液解吸的粉煤灰基负载型催化剂的制备方法
[0001]技术邻域
[0002]本专利技术涉及工业
CO2减排控制
，具体涉及一种用于催化富
CO2胺溶液解吸的粉煤灰基负载型催化剂的制备方法
。

技术介绍

[0003]工业的快速发展消耗了大量的化石燃料
(
如煤
、
石油等
)
，同时排放了大量的以
CO2为主的温室气体，产生了无法逆转的温室效应，全球气候变暖已经成为了严重的世界环境问题，引起了各国政府和学术界的广泛关注
。
目前大力发展低碳经济以应对全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战，成为世界经济发展的共识
。
在碳的捕获与存储技术中，
CO2的捕获是最重要是最昂贵的一个环节，这部分资金消耗将近占总费用的
85
％左右
。
因此，开发成本低廉
、
技术先进
、
易于产业化应用的
CO2捕获与存储具有非常重要的工业应用意义
。
[0004]基于有机胺溶剂的化学吸收法具有
CO2捕集效率高
、CO2回收纯度高
(>99
％
)、
工艺成熟等优点，是现阶段最具大规模应用潜力的技术
。
然而，该技术存在几个缺点：设备腐蚀率高
、
有机胺降解
、
再生能耗较高，约占
CO2捕获过程总成本的
60
％以上
。
针对富
CO2胺溶剂再生能耗高的问题，研究人员提出在富
CO2胺溶液再生时添加催化剂的方法来降低能耗
。
[0005]人工合成的分子筛一直是高效的商业固体催化剂
。
梁志武和
Bhatti
等人向有机溶液中加入分子筛，相比于空白乙醇胺溶液的热负荷降低了9‑
24.3
％
(Bhatti et al.Chem.Eng.J.2020,389,123439
；
Zhang et al.Appl.Energy 2019,240,827
‑
841
；
Zhang et al.Appl.Energy 2017,202,673
‑
684
；
Liu et al.Ind.Eng.Chem.Res.2017,56(27),7656
‑
7664
；
Gao et al.Appl.Energy 2020,259,114179)。
[0006]Bhatti
等考查过渡金属氧化物
(V2O5、MoO3、WO3、ZrO2、TiO2、MnO2、ZnO)
对富液再生过程中所需解吸能耗的影响，发现过渡金属氧化物在碱性溶液中能够提供酸性位点，促进
MEA
溶液解吸
(Bhatti,et al.ACS Sustainable Chem.Eng,2017,5,5862
‑
5868
；
Bhatti,et al.ACS Sustainable Chemistry&Engineering.2018,6:12079
‑
87.)。
单乙醇胺溶液呈碱性，
Fe2O3和
Al2O3为金属氧化物，其在碱性溶液中能够提供酸性位点，促进单乙醇胺溶液的解吸
。
[0007]燃煤火力发电厂产生的最多的固体废弃物之一就是粉煤灰，粉煤灰已经大量用于制造水泥
、
砖
、
瓦和道路建设等设施
。
粉煤灰的化学成分包括
SiO2，
Al2O3，
Fe2O3，
CaO
，
K2O
，
TiO2，
SO3，
P2O5，
MgO
，
SrO
，
BaO
和其他微量组分等等，因其富含
SiO2、Al2O3和其他金属氧化物，除了其本身是许多金属的来源以外，还可以是多种化学反应的催化剂，研究表明，粉煤灰用作催化剂是其最有前途的应用领域之一
。
[0008]表一 不同催化剂的解吸性能对比
[0009]
技术实现思路

[0010]本专利技术解决的关键技术问题是，针对富
CO2胺溶液再生能耗较高问题，通过加入粉煤灰基负载型催化剂促进富
CO2胺溶液解吸过程，以降低
CO2解吸能耗，从而降低
CO2捕获成本，同时实现废弃物粉煤灰的资源化应用
。
该催化剂以燃煤发电厂产生的废弃物粉煤灰为载体，通过浸渍法制备负载型催化剂，该催化剂催化性能优良
、
寿命长且价格远远低于传统分子筛等催化剂的优点
。
[0011]本专利技术的技术方案是，提供一种粉煤灰基负载型催化剂在催化富
CO2胺溶液解吸中的应用，所述的催化剂由载体和活性组分组成，载体是粉煤灰，活性组分是
Fe2O3和
Al2O3。
[0012]本专利技术提供了一种用于催化富
CO2胺溶液的粉煤灰基负载型催化剂，该催化剂以燃煤发电厂的废弃物
——
粉煤灰为载体，实现粉煤灰的减量化
、
资源化和无害化利用，并且制备的催化剂具有活性高
、
循环使用次数高以及成本低廉的优点
。
[0013]一种用于催化富
CO2胺溶液解吸的粉煤灰基负载型催化剂，包括催化剂活性组分和催化剂载体，其特征在于，所述催化剂载体为粉煤灰；所述催化剂活性组分为
Fe2O3和
Al2O3，催化剂活性组分为催化剂重量的5～
50
％；
[0014]作为优选，所述催化剂载体为燃煤火力发电厂产生的粉煤灰
。
粉煤灰是燃煤发电厂的煤炭经过高温煅烧后，遗留下来的灰状固体废弃物，具有较大的比表面积，富含有多种金属氧化物，该特点使其可以作为催化剂载体使用，不仅成本低廉，且实现了粉煤灰的减量化
、
资源化和无害化利用
。
[0015]作为优选，所述粉煤灰的组成为
SiO
2 26.7
％，
Al2O
3 13
％，
Fe2O
3 4.99
％，
CaO 3.37
％，
K2O 1.44
％，
TiO
2 1.13
％，
SO
3 0.723
％，
P2O
5 0.589
％，
MgO 0.353
％，
SrO 0.235
％，
BaO 0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于催化富
CO2胺溶液解吸的粉煤灰基负载型催化剂的制备方法，包括催化剂载体和催化剂活性组分，其特征在于，所述催化剂载体为粉煤灰，所述催化剂活性组分为
Fe2O3或
Al2O3，催化剂活性组分占催化剂质量分数5‑
50
％；所述粉煤灰的主要组成有
SiO
2 26.7
％，
Al2O
3 13
％，
Fe2O
3 4.99
％，
CaO 3.37
％，
K2O 1.44
％，
TiO
2 1.13
％，
SO
3 0.723
％，
P2O
5 0.589
％，
MgO 0.353
％，
SrO 0.235
％，
BaO 0.185
％和其他微量组分
。2.
一种根据权利要求1所述的粉煤灰基负载型催化剂是将金属氧化物通过浸渍法负载在粉煤灰上，所负载的金属氧化物简写为
M
x
O
y
。
其制备步骤如下：
(1)
将粉煤灰在
300
～
800℃
下煅烧2～
6h
，得到催化剂载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞，李婷，牛荧洁，李朝恩，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：