一种CO2封存载体、制备方法及装置制造方法及图纸

技术编号：40641723 阅读：3 留言：0更新日期：2024-03-13 21:23

本发明专利技术公开了一种CO<subgt;2</subgt;封存载体、制备方法及装置，按质量百分比计包括如下组分：石英：30.10～40.45％、硼砂：8.75～14.3％、氧化钙：5.13～7.20％、氧化镁：5.50～7.52％、碳酸钠：1.87～3.47％、硫酸钠：0.12～0.53％、磷酸钠：0.23～0.82％、稳定分散剂：0.06～0.33％、表面活性剂：0.02～0.13％、水：35～45％。本发明专利技术在制备时，包括以下步骤：(1)制备料浆；(2)制备CO<subgt;2</subgt;封存载体前驱物；(3)制备CO<subgt;2</subgt;封存载体。本发明专利技术提供的CO<subgt;2</subgt;封存载体，内部包裹二氧化碳气体，可实现碳封存，助力“碳中和”远景目标早日实现。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非金属材料制备，特别涉及一种co2封存载体、制备方法及装置。

技术介绍

1、在全球气候变化背景下，温室气体排放增加导致温室效应不断增强，严重影响人类生存和发展。控制二氧化碳的排放被认为是延缓全球气候变化的关键措施。

2、碳捕集、封存技术(ccs)是世界范围内零碳及负碳生产的关键抓手，特别是占中国co2排放量近70％的电力行业及减排较难的工业部门，ccs技术更是不可或缺的技术手段。ccs技术是指将工业部门产生的二氧化碳分离，再通过载体将二氧化碳封存起来的技术。尽管ccs技术在减少二氧化碳排放方面具有重要作用，但就目前的技术层面来说还存在着很大的局限性和挑战。ccs技术主要可分为物理封存和化学封存两种类型，技术原理分别是：(1)通过闭孔结构储存；(2)通过化学反应吸收。ccs的封存载体目前主要是地下岩石、枯竭油气田、海底咸水层等地质结构，成套技术投资成本高昂，封存的载体难以二次利用，并且面临着极大的泄露风险，在经济效益不明显的情况下难以大面积推广应用。

技术实现思路

1、本专利技术旨在解决现有ccs技术中存在泄露风险极大以及载体难以二次利用的问题。

2、本专利技术的技术方案为：一种co2封存载体，按质量百分比计包括如下组分：

3、石英：30.10～40.45％

4、硼砂：8.75～14.3％

5、氧化钙：5.13～7.20％

6、氧化镁：5.50～7.52％

7、碳酸钠：1.87～3.47％

8、硫酸钠：0.12～0.53％

9、磷酸钠：0.23～0.82％

10、稳定分散剂：0.06～0.33％

11、表面活性剂：0.02～0.13％

12、水：35～45％。

13、所述稳定分散剂为：聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠、聚乙二醇中的一种或几种按任意比例混合。

14、所述表面活性剂为：氟碳表面活性剂或有机硅表面活性剂。

15、所述氧化钙、氧化镁的目的是在co2封存载体制备过程中与气氛中的co2反应，化学吸收co2。

16、一种co2封存载体的制备方法，包括以下步骤：

17、(1)制备前驱物料浆；

18、(2)基于前驱物料浆，制备co2封存载体前驱物；

19、(3)基于co2封存载体前驱物，制备内部充斥二氧化碳气体的co2封存载体。

20、步骤(1)包括：称量原料各组分，将原料各组分混合搅拌10～20分钟后，泵送至球磨机，制得固体含量为55％～65％的料浆，粒径≤10μm。

21、步骤(2)包括：将步骤(1)制备的料浆经泵送运输到喷雾造粒设备中，在进气口温度为260～450℃、出气口温度120～160℃、离心转速为10000～16500rpm条件下喷雾造粒，其中，喷雾气氛为二氧化碳气体，收集到的粉体为co2封存载体前驱物，其直径为1～100μm。

22、步骤(3)包括：将步骤(2)制备的co2封存载体前驱物泵送至主塔的上段，co2封存载体前驱物从主塔上段下降到下段锥体过程受高温作用发生玻化，形成co2封存载体；其中，主塔内的高温为600～900℃，同时，进行二氧化碳配气操作。

23、主塔包括配气系统、加热系统，配气系统提供的气体为二氧化碳，加热系统中高温区温度为600～900℃，其目的是营造co2化学吸收的反应条件，加速co2固化反应。

24、其中，co2封存载体中二氧化碳的来源为：(1)喷雾造粒及玻化过程中通入的二氧化碳被原料中氧化镁及氧化钙以化学反应的形式吸收固化；(2)二氧化碳在封存载体闭孔结构形成过程被卷入进而物理封存。

25、一种co2封存载体的制备装置，用于实现co2封存载体的制备；

26、所述制备装置包括高温节能炉，所述高温节能炉包括主塔，所述主塔的上段顶部设置有通过导流罩连接的料浆桶，上段底部一侧连接第一回收器，所述第一回收器的上部通过管道连接第二回收器，所述第二回收器的上部通过管道连接引风机，

27、所述主塔的下段呈锥形，所述主塔的下段底部设有通风孔。

28、一种co2封存载体的制备装置，还包括热风炉输出管和尾气排风管，

29、所述热风炉输出管连通导流罩，

30、所述尾气排风管的一端连通导流罩，另一端连通引风机。

31、本专利技术提出了co2物理封存与化学封存一体化，提高了碳封存能力。

32、本专利技术提供的co2封存载体制备方法中，制备气氛为二氧化碳，在co2封存载体形成孔结构的过程中将二氧化碳裹入空心结构进行封存。

33、本专利技术提供的co2封存载体制备方法中，使用了能与制备气氛中二氧化碳发生反应的原料，提高了封存载体的固碳能力。

34、本专利技术提供的co2封存载体，内部闭孔结构包裹大量二氧化碳气体，与常规封存载体相比降低了泄露风险。

35、本专利技术使用的喷雾造粒法及其配比的制备产率高，制备得到的co2封存载体的粒径分布窄、孔隙率大、闭孔率高，增大了二氧化碳封存所需的密闭空间，进而提高了二氧化碳封存率。

36、本专利技术设置第一级回收器和第二级回收器，增大了co2封存载体的回收率，避免封存载体吸入引风机或排出到设备使用环境中。

37、本专利技术提供的co2封存载体力学性能和隔热性能优异，可二次利用，适用于建筑、涂层、塑料等工业领域。

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【技术保护点】

1.一种CO2封存载体，其特征在于，按质量百分比计包括如下组分：

2.根据权利要求1所述一种CO2封存载体，其特征在于，所述稳定分散剂为：聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠、聚乙二醇中的一种或几种按任意比例混合。

3.根据权利要求1所述一种CO2封存载体，其特征在于，所述表面活性剂为：氟碳表面活性剂或有机硅表面活性剂。

4.一种权利要求1-3中任一所述的CO2封存载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述一种CO2封存载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括：称量原料各组分，将原料各组分混合搅拌10～20分钟后，泵送至球磨机，制得固体含量为55～65％的料浆，粒径≤10μm。

6.根据权利要求1所述一种CO2封存载体的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：将步骤(1)制备的料浆经泵送运输到喷雾造粒设备中，在进气口温度为260～450℃、出气口温度120～160℃、离心转速为10000～16500rpm条件下喷雾造粒，其中，喷雾气氛为二氧化碳气体，收集到的粉体为CO2封存载体前驱物，其直径为1～100μm。</p>

7.根据权利要求1所述一种CO2封存载体的制备方法，其特征在于，步骤(3)包括：将步骤(2)制备的CO2封存载体前驱物泵送至主塔的上段，CO2封存载体前驱物从主塔上段下降到下段锥体过程受高温作用发生玻化，形成CO2封存载体；

8.一种CO2封存载体的制备装置，其特征在于，用于实现权利要求4-7中任一项所述的CO2封存载体的制备方法；

9.根据权利要求8所述的一种CO2封存载体的制备装置，其特征在于，还包括热风炉输出管和尾气排风管，

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【技术特征摘要】

1.一种co2封存载体，其特征在于，按质量百分比计包括如下组分：

2.根据权利要求1所述一种co2封存载体，其特征在于，所述稳定分散剂为：聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠、聚乙二醇中的一种或几种按任意比例混合。

3.根据权利要求1所述一种co2封存载体，其特征在于，所述表面活性剂为：氟碳表面活性剂或有机硅表面活性剂。

4.一种权利要求1-3中任一所述的co2封存载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述一种co2封存载体的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括：称量原料各组分，将原料各组分混合搅拌10～20分钟后，泵送至球磨机，制得固体含量为55～65％的料浆，粒径≤10μm。

6.根据权利要求1所述一种co2封存载体的制备方法，其特征在于，步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振地，郅晓，叶家元，王玲，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：

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