一种高活性钠基固体二氧化碳吸收剂制造技术

本发明专利技术提供了一种高活性钠基固体二氧化碳吸收剂，包含活性组分、载体和催化剂，其中所述活性组分为碳酸钠，占固体吸收剂总质量的20-40%；所述载体为活性氧化铝，占固体吸收剂总质量的50-79%；所述催化剂为TiO2和TiO(OH)2中的一种或两种，占固体吸收剂总质量的1-10%；所述吸收剂的制备方法为浸渍法、沉淀法、浸渍沉淀法或浸渍喷雾法。本发明专利技术的固体吸收剂属于低温吸收剂，CO2吸收温度为60-80℃，CO2解吸温度为120-300℃。本发明专利技术的固体吸收剂原料廉价易得，制备工艺造价低廉且流程简单，多次循环后不易失活，可保持较高的CO2脱除率，是CO2减排技术投资和能耗较低的一种优化方案，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种高活性钠基固体二氧化碳吸收剂，包含活性组分、载体和催化剂，其中所述活性组分为碳酸钠，占固体吸收剂总质量的20-40%；所述载体为活性氧化铝，占固体吸收剂总质量的50-79%；所述催化剂为TiO2和TiO(OH)2中的一种或两种，占固体吸收剂总质量的1-10%；所述吸收剂的制备方法为浸渍法、沉淀法、浸渍沉淀法或浸渍喷雾法。本专利技术的固体吸收剂属于低温吸收剂，CO2吸收温度为60-80℃，CO2解吸温度为120-300℃。本专利技术的固体吸收剂原料廉价易得，制备工艺造价低廉且流程简单，多次循环后不易失活，可保持较高的CO2脱除率，是CO2减排技术投资和能耗较低的一种优化方案，具有广阔的应用前景。【专利说明】一种高活性钠基固体二氧化碳吸收剂
本专利技术涉及化石燃料燃烧产生的烟气中CO2的脱除和浓缩方法，采用的固体吸收剂原料来源广泛、廉价，制备方法简单易实现，吸收速度快，转化率高。属于二氧化碳减排
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技术介绍
温室效应及其带来的影响已日益成为全世界关注的焦点。其中，以CO2为主的温室气体的大量排放是造成温室效应并不断加剧的主要原因。自工业革命以来，大气中二氧化碳含量增加了 25%，远远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录，而且目前尚无减缓的迹象。政府间气候变化问题小组预测，到2100年，全球气温估计将上升大约1.4-5.8°C，从而给全球环境带来重大影响。国际能源机构调查结果表明，我国二氧化碳排放量跃居世界第二位，排放的二氧化碳约占全球总量的13.6%。同时随着我国经济的高速发展，能源消耗量还会继续增加，作为一个负责任的大国，我国将面临更大的国际压力。因此积极开展二氧化碳减排方面的基础性研究，探索符合我国国情的二氧化碳减排之路迫在眉睫。当前，针对CO2减排的技术层出不穷，其中，基于燃烧后脱碳的技术由于只需额外增加一套CO2分离装置，改造成本低，技术可行性高。碱金属基吸收剂作为一种低温CO2吸收剂，其碳酸化温度仅为60-80°C，再生温度为120-300°C，反应系统所需能量可完全由尾部烟气余热提供，能耗可比传统的MEA吸收法下降16%，具有不易失活、循环利用率高、能耗低、对设备腐蚀轻等优点。因此碱金属基吸收剂具有广阔的应用前景。2000-2005 年，在美国 Department of Energy 的资助下，Louisiana StateUniversity, Research Triangle Institute 和 Church&Dwight 针对喊金属碳酸盐(Na2C03、K2CO3)干法脱除CO2技术进行了研究，申请了美国专利:第6387337B1 (2002.5.14.)、第 6280503B1 (2001.8.28.)等。近几年，在韩国科学技术部 “21st Century FrontierPrograms，，的资助下，韩国 Kyungpook National University, Yeungnam University,Korea Electric Power Research Institute 和 Korea Institute of Energy Research也开展了相关的研究。韩国电力公社申请了中国专利CN200410101564.0，美国专利USP20060148642。国内东南大学也开展了这一技术的相关研究，发现碳酸钾浸溃负载于载体活性氧化铝、煤质类活性炭、木质类活性炭或粗孔硅胶后，可形成性质稳定的CO2吸收剂，在此基础上围绕钾基吸收剂干法脱除CO2技术申请了专利技术专利CN200810024780.8、并设计了利用该吸收剂脱除烟气中CO2的装置和方法，申请了专利技术专利CN200810122644.2。东南大学同时也针对钠基固体CO2吸收剂进行了大量研究，发现将碳酸钠浸溃负载于活性氧化铝载体后，制得的吸收剂具有发达的孔隙结构，促进了活性组分和CO2的充分接触，利于二氧化碳吸收反应的发生和进行，但CO2吸收能力不足，反应速率慢。为提高反应速率，必须对钠基固体吸收剂进行催化改性。进一步研究发现=TiO2和TiO(OH)2对钠基固体吸收剂吸收CO2的反应能起到催化作用，可有效提高与CO2的反应速率，增强CO2的吸收能力，且催化剂本身在二氧化碳吸收或解吸反应前后性状保持稳定，无副产物生成，从而不影响固体吸收剂的循环利用和解吸得到的CO2的富集。将TiO2和TiO(OH)2中的一种或两种做为催化剂与碳酸钠共同浸溃负载于活性氧化铝后，可形成一种性质稳定、孔隙发达的CO2固体吸收剂，可实现快速、高效吸收co2。此外，本专利技术的吸收剂制备方法简单易行，避免了因添加粘合剂而造成的一些副作用，具有较高的经济价值和实用价值。
技术实现思路
技术问题:本专利技术旨在获得一种CO2吸收速度快、吸收率高、廉价易得、结构稳定、不易失活、对设备腐蚀小、制备工艺简单廉价的高活性钠基固体二氧化碳吸收剂。技术方案:本专利技术的一种高活性钠基固体二氧化碳吸收剂包含活性组分、载体和催化剂，其中所述活性组分为碳酸钠；所述载体为活性氧化铝；所述催化剂为TiO2和TiO(OH)2中的一种或两种的混合物；其中，按该吸收剂总质量计算:碳酸钠质量含量为吸收剂总质量的20%_40%，活性氧化铝质量含量为吸收剂总质量的50%_79%，催化剂质量含量为吸收剂总质量的1%_10%。作为活性组分的碳酸钠是分析纯碳酸盐，或通过水合碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠作为前驱物来获得。作为载体的活性氧化铝为Y型氧化铝，比表面积大于100m2/g，孔结构发达。 所述固体吸收剂的CO2吸收温度为60_80°C，CO2解吸温度为120_300°C。本专利技术的高活性钠基固体二氧化碳吸收剂是以碳酸钠作为活性组分，活性氧化铝作为吸收剂载体，TiO2和TiO(OH)2中的一种或两种作为催化剂，采用沉淀法、浸溃法、浸溃沉淀法或浸溃喷雾法制备而成。其中:活性组分的质量含量为吸收剂总质量的20%-40%，载体的质量含量为吸收剂总质量的50%-79%，催化剂的质量含量为吸收剂总质量的1%_10%。该吸收剂可制成颗粒状和粉末状。所述的作为活性组分的碳酸钠为分析纯碳酸盐，也可使用水合碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠等作为前驱物来获得。所述的载体是活性氧化铝，属于Y型氧化铝，比表面积大于100m2/g,孔结构发达。有益效果:与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:(I).本专利技术的固体吸收剂吸收CO2温度为60°C~80°C，解吸CO2温度为120°C~300°C，所需反应条件易于获得，所需热量可完全由烟气余热提供。(2).与普通碱金属基CO2吸收剂相比，本专利技术采用的催化剂可有效提高吸收剂与CO2的反应速率，提高烟气中CO2的脱除率，且催化剂本身在二氧化碳吸收或解吸反应的前后性状保持稳定，无副产物生成，不影响固体吸收剂的循环利用和解吸得到的CO2的富集。(3).本专利技术采用的载体材料活性氧化铝，属于Y型氧化铝，比表面积大于IOOm2/g，孔结构发达，具有较好的负载能力和机械强度。(4).本专利技术所使用的活性组分碳酸钠以及载体材料活性氧化铝，价格低廉，简单易得，经济性高。(5).本专利技术的吸收剂制备工艺简单，可操作性强，活性组分和催化剂的负载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高活性钠基固体二氧化碳吸收剂，其特征在于：该吸收剂包含活性组分、载体和催化剂，其中所述活性组分为碳酸钠；所述载体为活性氧化铝；所述催化剂为TiO2和TiO(OH)2中的一种或两种的混合物；其中，按该吸收剂总质量计算：碳酸钠??????????质量含量为吸收剂总质量的20%?40%，活性氧化铝??????质量含量为吸收剂总质量的50%?79%，催化剂??????????质量含量为吸收剂总质量的1%?10%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓平，董伟，吴烨，刘道银，梁财，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：