【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
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
1、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，可以列举出以煤、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。另外，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。
2、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。
3、然而，由于上述方法中使用了含有危险物质的液体，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、特别是由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-铁酸钠在与二氧化碳的反应中形成na1-xfeo2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-铁酸钠的钠会与二氧化碳反应，因此β-铁酸钠的晶相与α-铁酸钠的晶相相比，二氧化碳的吸收量更多。
4、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+
5、现有技术文献
6、专利文献
7、专利文献1：日本特开2016-3156号公报
8、专利文献2：日本特开2017-109198号公报
技术实现思路
1、-专利技术所要解决的问题-
2、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，所以造粒成规定形状使用。因此，铁酸钠造粒状态下的二氧化碳回收材料的组成和物性也很重要。
3、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。
4、-用于解决问题的方案-
5、为了实现上述目的，在本专利技术中，通过在规定条件下使用有机粘合剂或无机粘合剂使铁酸钠成形，可以在室温至200℃的温度范围内吸附二氧化碳，并通过50℃-200℃的加热将吸附的二氧化碳高效地回收。
6、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，所述二氧化碳固体回收材料包含50重量％-99重量％的铁酸钠、以及1重量％-50重量％的有机粘合剂或无机粘合剂，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1m2/g-50m2/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。
7、根据本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料，所述有机粘合剂或无机粘合剂能够促进铁酸钠粒子的凝聚，从而形成含有高浓度铁酸钠的成形体。因此，含有铁酸钠和有机粘合剂或无机粘合剂的本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料可以具有将气体中的二氧化碳吸附并封入固体内，并且通过加热释放二氧化碳的优异性质。另外，如果平均粒径为1mm-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，如果比表面积小于1m2/g，则难以与气体中所含的二氧化碳接触，导致二氧化碳的固定回收性能降低，如果比表面积大于50m2/g，则难以进行工业化生产。进而，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小至1-2，具有接近球形的形状，因此分散性高，一次粒子不易凝聚，从而能够提高成形性和加工性。基于这些特性，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。
8、优选地，本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料的硬度为3kgf/mm2-30kgf/mm2，轴比为1-5。
9、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流通。
10、优选地，本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料的粉体ph值为8-14。
11、由此，由于本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料为碱性，因此容易捕捉弱酸性的二氧化碳。
12、优选地，在本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料中，所述铁酸钠的na/fe摩尔比为0.7-1.3。
13、由于na/fe摩尔比为0.7-1.3，因此能够含有大量铁酸钠晶相，从而具有良好的二氧化碳固定回收性能。
14、优选地，本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料包括所述有机粘合剂，所述有机粘合剂为选自聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁腈(nitrile butadiene)、硅氧烷、氟树脂、以及纤维素的高分子材料。
15、如果使用所述有机粘合剂，则可以形成含有高浓度铁酸钠的成形体，从而能够提高二氧化碳的固定回收性能。
16、优选地，本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料包含所述无机粘合剂，所述无机粘合剂为含有na、li、k、ca、mg、si、al、ca、fe、以及zn中的任一种以上的无机材料。
17、如果使用所述无机粘合剂，则可以形成含有高浓度铁酸钠的成形体，从而能够提高二氧化碳的固定回收性能。
18、上述本专利技术所述的二氧化碳固体回收材料的制造方法特征在于，所述制造方法包括：使含有氧化铁的材料与含有钠的碱性化合物进行固相反应的步骤、以及将有机粘合剂或无机粘合剂与由所述固相反应得到的粉末混炼而成形的步骤。
19、在本专利技术所述的二氧化碳的固体回收材料的制造方法中，通过将固体与固体混合，在不使用溶剂的情况下使元素移动进行反应，由于不使用作为反应母液的溶剂，所以能够减少在液相反应中使用时的溶剂等废弃物。特别是在低温固相反应的情况下，可以进行极高浓度的反应，因此能够降低能量成本。因此，根据本专利技术所述的二氧化碳的固体回收材料的制造方法，可以在室温至200℃的温度范围内本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳固体回收材料，其中，
2.根据权利要求1所述的二氧化碳固体回收材料，其中，
3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳固体回收材料，其中，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的二氧化碳固体回收材料，其中，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的二氧化碳固体回收材料，其中，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的二氧化碳固体回收材料，其中，
7.根据权利要求1至4中任一项所述的二氧化碳固体回收材料，其中，
8.一种二氧化碳固体回收材料的制造方法，其中，
【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，
2.根据权利要求1所述的二氧化碳固体回收材料，其中，
3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳固体回收材料，其中，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的二氧化碳固体回收材料，其中，
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：坂本宗由，柴满也，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：
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