【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学链制氢和co2吸收剂颗粒制备，涉及一种co2吸收剂颗粒、制备方法和化学链制氢协同co2吸收方法，更具体地涉及一种将co2吸收剂颗粒应用于中温甲烷化学链制氢协同co2吸收。
技术介绍
1、氢是一种清洁、无污染的理想燃料与能源载体。甲烷蒸汽重整制氢技术是目前最成熟的制氢工艺之一，但是对出口h2进行提纯还需要在下游匹配变压吸附分离装置，能耗高、co2排放量大，开发低co2排放的h2生产技术是化石能源可持续利用的关键。另外，传统的化学链制氢反应大多数需要在900℃以上进行，这不仅需要高温热源驱动，对反应器材料也是一个严峻的挑战。如何降低甲烷化学链制氢的反应温度并从源头捕集co2是关键。
技术实现思路
1、针对上述存在的技术问题，本专利技术提供了一种co2吸收剂颗粒、制备方法和化学链制氢协同co2吸收方法，以期至少部分地解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：
2、作为本专利技术的第一个方面，提供了一种co2吸收剂颗粒的制备方法，包括：
3、制备k或na掺混li4sio4粉体，其中元素li∶si∶k或na的摩尔比为4.1∶1∶0.05-0.4，粉体的粒径为0.1-10μm；
4、将粉体与粘结剂、造孔剂、水混合，形成浆料；
5、将浆料置于挤出机中挤出成型，获得挤出物，将挤出物置于滚圆机中进行滚圆，获得球形颗粒；
6、球形颗粒经干燥后置于反应容器中进行煅烧，获得co2吸收剂颗粒。
7、作为本专利技术
8、活性组分，和修饰在活性组分上的钾或钠元素，活性组分为li4sio4；其中，co2吸收剂颗粒中li∶si∶k或na的摩尔比为4.1∶1∶0.05-0.4。
9、作为本专利技术的第三个方面，提供了一种采用上述co2吸收剂颗粒用于甲烷化学链制氢协同co2吸收的方法，包括：
10、将双金属氧载体和co2吸收剂颗粒填充至反应器中；
11、向反应器中通入甲烷和水蒸气进行甲烷化学链制氢反应，和原位co2吸收反应，其中，甲烷化学链制氢反应和原位捕集co2的温度为450-600℃，甲烷化学链制氢反应包括甲烷蒸气重整制氢反应和水蒸气氧化反应，且在甲烷蒸气重整制氢反应和水蒸气氧化反应中均通入水蒸气；
12、其中，在甲烷蒸气重整制氢反应过程中，甲烷与水蒸气反应以生成第一阶段的氢气、co和co2气体，其中所生成的co2气体被co2吸收剂颗粒原位吸收；
13、在水蒸气氧化反应中，水蒸气被还原以生成第二阶段的氢气。
14、基于上述技术方案，本专利技术提供的一种co2吸收剂颗粒、制备方法和化学链制氢协同co2吸收方法，至少包括以下有益效果之一：
15、(1)在本专利技术的实施例中，将k或na掺混的li4sio4粉体与粘结剂、造孔剂和水进行混合，利用粘结剂使钾或钠和li4sio4粉体、造孔剂紧密结合以形成混合均匀的浆料，该浆料再经挤出-滚圆工艺获得球形颗粒，以便颗粒在后续的应用过程中稳定传输、运行。随后，对球形颗粒进行干燥、煅烧，使球形颗粒具有多孔结构并具有一定的机械强度，以便co2吸收剂颗粒在应用过程中具有较高的co2吸附、解吸能力，同时降低颗粒的磨损，使其具有较高的使用寿命。
16、(2)在本专利技术的实施例中，在硅酸锂中掺杂k或na元素，所掺入的k或na元素经煅烧后在co2吸收剂颗粒表面形成缺陷，能够促进co2的迁移速率，进而增加co2的吸收效率和吸收量。
17、(3)在本专利技术的实施例中，通过对co2吸收剂颗粒的合成工艺、掺杂金属和co2吸收剂颗粒粒径大小的设计，可以获得与甲烷化学链制氢反应相匹配的co2吸收剂颗粒。将双金属氧载体和co2吸收剂颗粒同时填充于反应器中进行甲烷化学链制氢反应，利用co2吸收剂颗粒将制氢反应过程中产生的co2原位吸收，促进甲烷蒸气重整反应平衡正向移动，提高氢气产生量、氢气产生速率和氢气的纯度，也有助于降低甲烷化学链制氢的反应温度。另外，本专利技术在甲烷蒸气重整反应和水蒸气氧化反应中均通入水蒸气，实现了两步产氢，提高了产氢量。其中，在甲烷蒸气重整反应中通入甲烷和水蒸气进行第一阶段的制氢，所通入的水蒸气既能够抑制氧载体表面的积碳问题，又能提高甲烷化学链制氢反应中氢气的纯度和产量；在水蒸气氧化反应过程中通入水蒸气进行第二阶段的制氢，同时能够去除氧载体表面的积碳使氧载体保持活性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种CO2吸收剂颗粒的制备方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述K或Na掺混Li4SiO4粉体采用固相混合方法制备，所述固相混合方法包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述K或Na掺混Li4SiO4粉体采用水热法制备，所述水热法包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述K或Na掺混Li4SiO4粉体通过浸渍法制备，所述浸渍法包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其中：
6.根据权利要求4所述的方法，其中：
7.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其中：
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
9.根据权利要求8所述的方法，其中：
10.根据权利要求1所述的方法，其中：
11.根据权利要求1所述的方法，其中：
12.一种采用权利要求1-11中任一项所述的方法制备得到的CO2吸收剂颗粒，包括：
13.一种采用权利要求12中任一项所述的CO2吸收剂颗粒用于甲烷化学链制氢协同CO2吸收的方法，包括：
15.根据权利要求13所述的方法，其中：
16.根据权利要求15所述的方法，其中：
17.根据权利要求13所述的方法，其中，通过CO2吸收剂颗粒捕集CO2，促进甲烷化学链制氢反应正向移动，提高甲烷转化速率、产氢气速率和产氢气纯度。
...【技术特征摘要】
1.一种co2吸收剂颗粒的制备方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述k或na掺混li4sio4粉体采用固相混合方法制备，所述固相混合方法包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述k或na掺混li4sio4粉体采用水热法制备，所述水热法包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述k或na掺混li4sio4粉体通过浸渍法制备，所述浸渍法包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其中：
6.根据权利要求4所述的方法，其中：
7.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其中：
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
9.根据权利要求8所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：金红光，刘明恺，潘莹，刘启斌，唐三力，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。