【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二氧化碳处理，尤其涉及一种二氧化碳吸附剂、该二氧化碳吸附剂的制备方法及使用该二氧化碳吸附剂的甲醇合成系统。
技术介绍
1、二氧化碳的大量排放是造成温室效应和全球变暖的主要原因之一。目前，大气中的二氧化碳浓度正在逐年升高，从而造成一系列极端灾难性气候事件频发，严重威胁人类生存环境和全球经济的可持续发展。为了有效遏制全球气候进一步恶化，亟需降低空气中的二氧化碳浓度。
2、二氧化碳捕集技术主要有吸收法、吸附法、膜分离法和深冷蒸馏法。由于空气中二氧化碳浓度低，空气二氧化碳捕集则主要采用化学吸收法和化学吸附法。
3、然而，上述方法在解析二氧化碳时往往会采用高温煅烧工艺对吸附剂进行高温高压分解，能耗基本在200gj/t二氧化碳左右，这造成了大量的能源浪费；常见的有机胺溶液会与空气发生反应进而变质和分解，导致吸附剂的吸附效果不好、吸收效率降低，这些问题大大限制了二氧化碳吸附剂的发展和应用。
4、现有的甲醇合成气的生产，主要利用co和h2的混合气体，混合气主要来源于煤汽化。在煤汽化过程中，煤和水蒸气发生化学反应，生产co和h2，以及部分co2。该混合气通过调整co的浓度，得到能够用于甲醇合成的混合气，除此之外，还有部分混合气来源于焦化厂或者其它生产装置的尾气，尾气中主要组成为h2，n2，co，尾气经过处理后得到能够制备甲醇的合成气。
5、传统的甲醇合成气的生产过程中，需要消耗大量的煤炭资源，过程中会排放大量的co2气体，co2气体作为一种温室气体，大量排放的co2在强烈吸地面长波辐射
技术实现思路
1、本专利技术要解决的问题：
2、提供一种吸附效果好、性能稳定的二氧化碳吸附剂；提供一种甲醇合成系统，在生产甲醇的过程中，降低二氧化碳的排放量，且无需向大气中排放二氧化碳的同时，降低大气中的二氧化碳含量。
3、为了解决上述问题，本专利技术提出以下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种二氧化碳吸附剂，用于二氧化碳捕集和封存(ccs)技术。该二氧化碳吸附剂是可吸附二氧化碳的多孔载体作为框架，框架内设置有机胺的材料，具体的，多孔载体包括氧化钙，有机胺由甲基二醇胺和乙醇胺组成，且有机胺的负载量为5-10wt％。
5、本专利技术实施例提供的上述多孔载体中的氧化钙能够与空气中的二氧化碳表面吸附，发生化学反应，生成碳酸钙；上述有机胺与空气未反应的二氧化碳进行二次反应，即与空气中未被氧化钙吸附的二氧化碳反应。多孔结构提高了氧化钙和有机胺与二氧化碳的接触面积，在单位时间内提高吸附剂的吸收速率。其中二氧化碳主要通过化学吸附，被有机胺吸附，同时部分物理溶解在有机胺中。
6、本专利技术实施例中，捕集阶段发生的主要化学反应如下：
7、cao+co2＝caco3；
8、r2ch3+co2+h2o→r2ch3nh++hco3-。
9、由于有机胺和二氧化碳的反应速率快，有机胺分布在氧化钙颗粒间隙内，大大提高有机胺的比表面积，在单位时间内提高有机胺的吸收速率。有机胺能够加速空气中co2向液相传输，提高吸收效率。有机胺以物理和化学吸收同时进行，解析过程中的解析热，比氧化钙的分解热低。
10、上述有机胺中的乙醇胺会被空气氧化变质而甲基二醇胺的稳定性较好，两者互配有利于混合物的化学性能稳定。
11、结合第一方面，有机胺中甲基二醇胺(mdea)质量百分数为50-90％，余量为乙醇胺(mea)。
12、本专利技术实施例提供的有机胺具有良好的化学稳定性和二氧化碳吸收效果，进而在负载于多孔载体形成二氧化碳吸附剂，提高二氧化碳吸附剂的结构稳定性和吸收容量。
13、结合第一方面，多孔载体孔隙率为20-50％。
14、结合第一方面，二氧化碳吸附剂粒径为1-8mm。
15、本专利技术实施例提供的二氧化碳吸附剂具有高孔容和高比表面积，能够吸附并解吸更多的二氧化碳气体，进而提高二氧化碳气体解吸率和传递效率。
16、结合第一方面，进一步的，多孔载体还包括稳定剂，其中，氧化钙与稳定剂的质量比为(20-35)：(55-80)。稳定剂可以提高二氧化碳吸附剂的结构稳定性，在高温高压循环解析过程中保持物理结构稳定。稳定剂可以包括氧化镁、二氧化硅及氧化铝，优选的，稳定剂为氧化铝。
17、第二方面，本专利技术实施例提供了一种二氧化碳吸附剂的方法，包括：
18、将含有氧化钙的粉体，与粘结剂和造孔剂混合，造粒，得到多孔载体；
19、将有机胺溶液负载到所述多孔载体，煅烧，得到所述二氧化碳吸附剂。
20、结合第二方面，所述煅烧条件为：100-200℃，2-5h。
21、结合第二方面，所述有机胺溶液为有机胺的水溶液，有机胺的水溶液浓度为15-30wt％，ph为8-10。
22、结合第二方面，所述含有氧化钙的粉体粒径为0.1-10μm。
23、结合第二方面，进一步的，所述煅烧还包括煅烧前的水热处理，所述水热处理条件为120-200℃，5-15h。
24、结合第二方面，进一步的，所述水热处理后还包括干燥，干燥条件为80-150℃，4-20h。
25、第三方面，本专利技术实施例提供了一种甲醇合成系统，包括：
26、捕集释放装置，包括设置于其内部的上述的吸附剂、用于将空气吹向所述二氧化碳吸附剂的引风装置和解析组件；其中，所述解析组件包括加热组件和冷却组件，所述加热组件用于通入蒸汽加热二氧化碳吸附剂，使得被吸附的二氧化碳脱附所述二氧化碳吸附剂；所述冷却组件用于冷却脱附后的二氧化碳；
27、电解装置，用于电解水得到氢气；以及
28、合成装置，用于接收所述捕集释放装置释放的二氧化碳和所述电解水装置释放的氢气，并通过搜集的二氧化碳和氢气制备得到甲醇。
29、与现有技术相比，本专利技术所能达到的技术效果包括：
30、本专利技术实施例提供的二氧化碳吸附剂碳捕集吸收率高，吸收量大，传质速率高，机械强度大，可以在高温高压下循环进行解析过程，解析温度低，并且能够降低解析过程中的能量损耗。
31、本专利技术实施例利用大气中的co2作为原料生产，无需额外向大气中排放二氧化碳，降低大气中的co2含量，减缓温室效益；h2通过清洁能源太阳能或者光伏电解水产生，属于绿色可再生方式，不需要消耗煤，天然气等化石燃料；通过大气捕捉获得的co2以及太阳能和风能获得的h2制得的甲醇为绿色甲醇，相比传统石化工艺的制得的甲醇具有更高的商业价值。
32、本专利技术实施例通过捕捉空气中已经存在的co2，经过吸收和富集得到高纯度co2，不仅无需额外向大气中排放二氧化碳，还能降低大气中的co2含量，减缓温室效益。h2通过清洁能源太阳能或者光伏电解水产生，属于绿本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳吸附剂，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，所述有机胺中所述甲基二醇胺质量百分数为50-90％，余量为乙醇胺。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，所述二氧化碳吸附剂粒径为1-8mm。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，所述多孔载体孔隙率为20-50％。
5.根据权利要求1-4任一条所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，所述多孔载体还包括稳定剂，其中，所述氧化钙与所述稳定剂的质量比为(20-35)：(55-80)。
6.一种制备如权利要求1-5任一条所述的二氧化碳吸附剂的方法，其特征在于，包括：
7.根据如权利要求6所述的制备二氧化碳吸附剂的方法，其特征在于，所述煅烧条件为100-200℃，2-5h。
8.根据权利要求6所述的制备二氧化碳吸附剂的方法，其特征在于，所述有机胺溶液为有机胺的水溶液，所述有机胺的水溶液浓度为15-30wt％，pH为8-10。
9.根据权利要求6-8任一项所述的制备二氧化碳吸附剂
10.一种甲醇合成系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳吸附剂，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，所述有机胺中所述甲基二醇胺质量百分数为50-90％，余量为乙醇胺。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，所述二氧化碳吸附剂粒径为1-8mm。
4.根据权利要求1所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，所述多孔载体孔隙率为20-50％。
5.根据权利要求1-4任一条所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，所述多孔载体还包括稳定剂，其中，所述氧化钙与所述稳定剂的质量比为(20-35)：(55-80)。
6.一种制备如...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾臻，郭利鑫，马俊威，张寅，袁军，俎宇，
申请(专利权)人：浙江绿色智行科创有限公司，
类型：发明
国别省市：
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