一种适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法，步骤如下：将氧化钙或氧化镁的化合物粉料和造孔剂混合均匀、逐滴滴入高温胶、干燥、粉碎成粉料、添加改性添加剂、加入适当粘结剂、成型、一次烧结、水煮、二次烧结，冷却后即可获得高强度、高孔隙率并适用于固定床的无机吸附剂。本发明专利技术吸附剂颗粒之间不会发生碰撞，不会造成吸附剂破碎粉化；气流能够顺畅通过吸附剂堆内部，不易造成系统堵塞；吸附剂颗粒可多次循环使用。该吸附剂制造方法简单，特别是适用于固定床反应，解决了无机吸附剂难以在固定床中使用的难题，本发明专利技术特别适用于大规模工业化生产。规模工业化生产。规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法


[0001]本专利技术属于CO2气体回收
，涉及一种适用于固定床固定床捕集CO2的无机吸附剂的制备方法。

技术介绍

[0002][0004]为了减少碳排放，可采取清洁能源、可再生能源和新能源技术等替代技术，并降低能耗、提高能效等方法，然而在某些行业和领域清洁能源难以替代石化燃料，石化燃料仍然是主力军。为了解决石化燃料燃烧造成的碳排放过多问题，广大科技工作者通过将碳进行收集，来减少碳排放，此举不仅减少了碳排放量，也能够收集新的化工燃料。目前对于CO2捕集方法主要有溶液吸收法、低温分离法、膜分离技术和固体材料吸收等。
[0005]溶剂吸收法存在吸附剂易腐蚀设备、高温易挥发、易氧化降解等问题。低温分离法需要在极低温和高压下进行，能耗过高，设备规模大。膜分离法具有效率高、设备简单和耗能低等特点，但是受CO2浓度和压强的影响较大，制约其应用推广，而且膜的制造成本较高。吸附法是通过吸附剂表面与CO2分子间结合作用力，将CO2吸附在固体吸附剂表面来实现CO2的分离。采用固体吸附材料吸附分离CO2被广泛研究，与传统方法相比，其具有再生能耗低、操作简单和投入成本低等特点，而且吸附材料的吸附速率快，性能稳定。吸附剂颗粒一般采用串行双循环流化床的思路.由于系统内的高速气流，吸附剂颗粒之间易发生剧烈碰撞，导致吸附剂颗粒快速破碎粉化，造成系统堵塞，阻碍与气流的接触，而颗粒由于粉化后内部多孔结构被破坏，造成吸附能力下降。因此急需一种吸附剂颗粒稳定，不易破碎粉化，且可长期稳定的吸附剂。

技术实现思路

[0006]专利技术目的
[0007]为了解决无机吸附剂在固定床中使用时，易造成系统堵塞，气流难以进入吸附剂堆内，吸附剂吸附能力弱的问题，本专利技术设计了一种适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法，该吸附剂强度高，呈颗粒状，可在固定床内堆积叠加，吸附剂颗粒之间存在较大空隙，吸附气可轻松进入吸附剂堆内部，不易发生堵塞情况，吸附剂为多孔结构，吸附气可畅通进入吸附剂内部与吸附剂内部发生反应，增加了吸附剂的吸附能力。
[0008]技术方案
[0009]一种适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一、将能够在高温下分解为氧化钙或氧化镁的化合物粉料和造孔剂混合均匀；
[0011]步骤二、将高温胶逐滴滴入混合后的粉料中，并不断搅拌，直至胶体完全浸润粉料；
[0012]步骤三、将浸润高温胶的粉料进行干燥，直至粉料完全干燥固化为止；
[0013]步骤四、将干燥后的料块粉碎成粉料，添加改性添加剂，并搅拌均匀；
[0014]步骤五、将混合均匀后的粉料，再加入粘结剂，再次混合均匀，利用成型设备进行成型，制备出吸附剂坯体颗粒；
[0015]步骤六、将坯体颗粒利用高温烧结炉进行一次烧结，制备出高强度的无机吸附剂颗粒；
[0016]步骤七、将烧结后的吸附剂颗粒，进行水煮处理，沸水中添加足量的改性添加剂以阻止吸附剂中的改性添加剂因水煮而流失；
[0017]步骤八、将水煮后的吸附剂进行干燥，完全干燥后，再次利用高温炉进行烧结，即可获得高强度以及高孔隙率的适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂。
[0018]进一步的，步骤一中所述造孔剂为分解温度低于氧化钙或氧化镁化合物分解温度的造孔剂，包括有机造孔剂或无机造孔剂，造孔剂的比例大于等于10％wt。进一步的，所述造孔剂为淀粉、高分子球、脂类或石墨中的一种或一种以上，采用研磨或搅拌的方式进行混合，搅拌速率不小于100r/min，混合时间不低于2min。
[0019]进一步的，步骤二中所述高温胶为有机胶或无机胶，胶体的失效温度高于化合物的分解和吸附剂的解析温度，在加入高温胶的过程中要不断搅拌，高温胶能完全浸润粉料时停止添加，搅拌速率不小于100r/min，混合时间不低于2min。进一步的，步骤三中干燥的温度不低于室温温度，且干燥温度不高于造孔剂和化合物的分解温度。
[0020]进一步的，步骤四中将干燥后的料块粉碎成粉料，利用研磨或粉碎的手段将含胶的料块重新制备成粉料，粉料需过40目筛，改性添加剂为碱金属熔盐或胺官能团有利于提高吸附剂吸附速率的添加剂，改性添加剂的加入量大于等于5％wt。
[0021]进一步的，所述步骤五中所述成型包括造粒成型、挤压成型或压片成型。
[0022]进一步的，步骤五中所述粘结剂为PVA、PVB溶液或甲基纤维素溶液，溶液浓度不低于1％wt，粘结剂添加量不低于1％wt，在使用挤出设备时粘结剂的加入量不高于20％wt。
[0023]进一步的，步骤六和步骤八中所述高温烧结炉包括气氛炉或非气氛炉，烧结温度高于氧化钙或氧化镁的化合物的分解温度和造孔剂分解温度。
[0024]进一步的，步骤七中所述水煮，为在标准大气压下，容器底部加热至水沸腾，或将容器放置在反应釜内，反应釜温度不低于100℃，水煮时间不小于1h，步骤七中的改性添加剂与步骤四中的改性添加剂种类相同，沸水中改性添加剂的添加量不低于改性添加剂溶于沸水的饱和浓度。
[0025]优点及效果
[0026]本专利技术摒弃以往制备吸附剂先造孔后成型的固化思维，通过将先成型再造孔的方法，制备出高强度高孔隙率的无机吸附剂颗粒，通过将吸附剂颗粒填装到固定床反应器中，吸附剂颗粒之间不易发生运动碰撞，不易造成吸附剂破碎粉化；高强度的吸附剂颗粒通过堆积叠加，颗粒与颗粒之间充满空隙，使气流能够顺畅通过吸附剂堆内部，不易造成系统堵塞；吸附剂颗粒为多孔结构，使吸附气体很容易进入到吸附剂颗粒内部，并与吸附剂内部发生反应；吸附剂颗粒可多次循环使用，大大的提高了固定床的生产效率。该吸附剂制造方法简单，特别是可以利用固定床进行反应，解决了大量无机吸附剂难以在固定床使用的难题，本专利技术特别适用于大规模工业化生产。
附图说明
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。本专利技术的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
[0028]图1为工艺流程图。
具体实施方式
[0029]如图1所示，为一种适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法的工艺流程图。一种适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法，包括以下步骤：步骤一、将能够在高温下分解为氧化钙或氧化镁的化合物粉料和造孔剂混合均匀；造孔剂为分解温度低于氧化钙或氧化镁化合物分解温度的造孔剂，包括有机造孔剂或无机造孔剂，造孔剂的比例大于等于10％wt；造孔剂为淀粉、高分子球、脂类或石墨中的一种或一种以上，采用研磨或搅拌的方式进行混合，搅拌速率不小于100r/min，混合时间不低于2min。
[0030]步骤二、将高温胶逐滴滴入混合后的粉料中，并不断搅拌，直至胶体完全浸润粉料；高温胶为有机胶或无机胶，胶体的失效温度高于化合物的分解和吸附剂的解析温度，在加入高温胶的过程中要不断搅拌，高温胶能完全浸润粉料时停止添加，搅拌速率不小于100r/min，混合时间不低于2min，高温胶为无机胶，为磷酸盐或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将能够在高温下分解为氧化钙或氧化镁的化合物粉料和造孔剂混合均匀；步骤二、将高温胶逐滴滴入混合后的粉料中，并不断搅拌，直至胶体完全浸润粉料；步骤三、将浸润高温胶的粉料进行干燥，直至粉料完全干燥固化为止；步骤四、将干燥后的料块粉碎成粉料，添加改性添加剂，并搅拌均匀；步骤五、将混合均匀后的粉料，加入粘结剂，再次混合均匀，利用成型设备进行成型，制备出吸附剂坯体颗粒；步骤六、将坯体颗粒利用高温烧结炉进行一次烧结，制备出高强度的无机吸附剂颗粒；步骤七、将烧结后的吸附剂颗粒，进行水煮处理，沸水中添加足量的改性添加剂以阻止吸附剂中的改性添加剂因水煮而流失；步骤八、将水煮后的吸附剂进行干燥，完全干燥后，再次利用高温烧结炉进行烧结，即可获得高强度以及高孔隙率且适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂。2.根据权利要求1所述的适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法，其特征在于：步骤一中所述造孔剂为分解温度低于氧化钙或氧化镁化合物分解温度的造孔剂，包括有机造孔剂或无机造孔剂，造孔剂的比例大于等于10％wt。3.根据权利要求2所述的适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法，其特征在于：所述造孔剂为淀粉、高分子球、脂类或石墨中的一种或一种以上，采用研磨或搅拌的方式进行混合，搅拌速率不小于100r/min，混合时间不低于2min。4.根据权利要求1所述的适用于固定床捕集CO2的无机吸附剂制备方法，其特征在于：步骤二中所述高温胶为有机胶或无机胶，胶体的失效温度高于化合物的分解温度和吸附剂的解析温度，在加入高温胶的过程中要不断搅拌，高温胶能完全浸润...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁正奇，肖永厚，刘英男，李玉善，刘旭，安博星，
申请(专利权)人：大连理工大学盘锦产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：