一种用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂、制备方法及其应用方法与流程

1.本发明属于环境污染防治领域，特别涉及一种用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂及其应用方法。


背景技术：

2.气候变暖主要由co2等温室气体的增温效应造成。全球变暖导致海平面上升淹没陆地，会引发气候带的移动、飓风的加剧、植被的迁徙与物种灭绝以及瘟疫的流行等一系列的气候异常现象和自然灾害的发生，气候变暖对人类与环境的影响已经超乎人们的想象，将越来越严重地威胁着人类的生存与发展。
3.全球气候变暖是当今国际社会普遍关注的全球性问题之一，已经成为影响各国未来经济和社会可持续发展的重要因素。大多数国家都认识到了气候变化所造成的问题的严重性，并承诺要在应对气候变化问题上承担各自的责任。
4.近期，我国co2排放量有可能跃居世界第一位，所面临的co2减排的国际压力越来
5.越大。我国煤炭消耗量将持续增长，其中以燃煤电站为主要的耗煤大户，是主要的co2排放源，因此解决燃煤电站的co2排放问题将是应对气候变暖的关键。
6.目前常用的co2的吸收剂是钙基吸收剂，但是存在着钙基吸收剂经过多次循环后吸收co2能力急剧衰减问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂，可以用于吸收烟气中的二氧化碳，吸收效率高，循环性能好。
8.有必要地，需要提供上述用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的应用方法。
9.一种用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备方法，包括以下步骤：
10.步骤1)、将钙基材料进行充分煅烧得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到钙基煅烧粉状物；
11.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，混合均匀；
12.步骤3)、再加入钙基膨润土混合均匀，边搅拌边缓慢加入钙基膨润土；
13.步骤4)、加入乙撑双硬脂酸酰胺和碳酸钾混合均匀，静置沉淀，干燥后煅烧，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
14.其中，所述钙基材料为石灰石，优选地，所述石灰石为高钙石灰石，325目。
15.其中，所述钙基膨润土蒙脱石大于92％，325目。
16.优选地，钙基膨润土的粘度大于80。
17.其中，所述步骤2)钙基煅烧粉状物与水的重量比为(10-15)：(80-100)，优选地，钙基煅烧粉状物与水的重量比为10：90。
18.其中，所述步骤3)中添加的钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比
(4-5)：1，优选地，步骤3)中添加的钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比4：1。
19.其中，所述步骤4)中乙撑双硬脂酸酰胺的添加量是钙基煅烧粉状物重量的1-1.5％，所述碳酸钾的添加量是钙基煅烧粉状物重量的2-2.3％。
20.其中，作为一种用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备方法，
21.步骤1)、将钙基材料在800℃的条件下充分煅烧1-2小时得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到粒径为300目的钙基煅烧粉状物；
22.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，钙基煅烧粉状物与水的重量比为(10-15)：(80-100)，混合均匀；
23.步骤3)、再加入钙基膨润土混合均匀，钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比(4-5)：1，在500-600r/min的搅拌速度下，缓慢加入钙基膨润土；
24.步骤4)、加入乙撑双硬脂酸酰胺和碳酸钾混合均匀，乙撑双硬脂酸酰胺的添加量是钙基煅烧粉状物重量的1-1.5％，所述碳酸钾的添加量是钙基煅烧粉状物重量的2-2.3％，静置沉淀，干燥后800℃的条件下充分煅烧1-2小时，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
25.优选地，所述用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备方法，
26.步骤1)、将钙基材料在800℃的条件下充分煅烧2小时得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到粒径为300目的钙基煅烧粉状物；
27.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，钙基煅烧粉状物与水的重量比为10：90，混合均匀；
28.步骤3)、再加入钙基膨润土混合均匀，钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比4：1，在500-600r/min的搅拌速度下，缓慢加入钙基膨润土；
29.步骤4)、加入乙撑双硬脂酸酰胺和碳酸钾混合均匀，乙撑双硬脂酸酰胺的添加量是钙基煅烧粉状物重量的1％，所述碳酸钾的添加量是钙基煅烧粉状物重量的2％，静置沉淀，干燥后800℃的条件下充分煅烧2小时，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
30.一种如上所述用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的应用方法，其用于碳酸化炉中循环吸收法中吸收烟气中的二氧化碳。
31.本发明制备方法所制得的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂，通过加入钙基膨润土进行改性，同时加入乙撑双硬脂酸酰胺和碳酸钾，和在特定的工艺下，制得的吸收剂，其颗粒大小和微观结构，更适合用于烟气中的二氧化碳，其吸收容量高。在回收过程中，经过反复煅烧，其微观结构改变较小，可循环性能好。
附图说明
32.图1为吸收剂循环捕集co2过程示意图。
具体实施方式
33.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
34.原料说明
35.石灰石：高钙石灰石，325目，灵寿县汇鑫矿业加工厂；
36.钙基膨润土：蒙脱石大于92％，325目，灵寿县嘉源矿产品加工厂；
37.乙撑双硬脂酸酰胺：市售
38.碳酸钾：市售。
39.实施例1
40.用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备：
41.步骤1)、将钙基材料在800℃的条件下充分煅烧2小时得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到粒径为300目的钙基煅烧粉状物；
42.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，钙基煅烧粉状物与水的重量比为10：90，混合均匀；
43.步骤3)、再加入钙基膨润土混合均匀，钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比4：1，在500r/min的搅拌速度下，缓慢加入钙基膨润土；
44.步骤4)、加入乙撑双硬脂酸酰胺和碳酸钾混合均匀，乙撑双硬脂酸酰胺的添加量是钙基煅烧粉状物重量的1％，所述碳酸钾的添加量是钙基煅烧粉状物重量的2％，静置沉淀，干燥后800℃的条件下充分煅烧2小时，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
45.实施例2
46.用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备：
47.步骤1)、将钙基材料在800℃的条件下充分煅烧2小时得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到粒径为300目的钙基煅烧粉状物；
48.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，钙基煅烧粉状物与水的重量比为10：100，混合均匀；
49.步骤3)、再加入钙基膨润土混合均匀，钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比5：1，在600r/min的搅拌速度下，缓慢加入钙基膨润土；
50.步骤4)、加入乙撑双硬脂酸酰胺和碳酸钾混合均匀，乙撑双硬脂酸酰胺的添加量是钙基煅烧粉状物重量的1.5％，所述碳酸钾的添加量是钙基煅烧粉状物重量的2％，静置沉淀，干燥后800℃的条件下充分煅烧2小时，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
51.实施例3
52.用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备：
53.步骤1)、将钙基材料在800℃的条件下充分煅烧2小时得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到粒径为300目的钙基煅烧粉状物；
54.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，钙基煅烧粉状物与水的重量比为15：85，混合均匀；
55.步骤3)、再加入钙基膨润土混合均匀，钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比4：1，在500r/min的搅拌速度下，缓慢加入钙基膨润土；
56.步骤4)、加入乙撑双硬脂酸酰胺和碳酸钾混合均匀，乙撑双硬脂酸酰胺的添加量是钙基煅烧粉状物重量的1％，所述碳酸钾的添加量是钙基煅烧粉状物重量的2.3％，静置沉淀，干燥后800℃的条件下充分煅烧2小时，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
57.对比例1
58.用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备：
59.步骤1)、将钙基材料在800℃的条件下充分煅烧2小时得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到粒径为300目的钙基煅烧粉状物；
60.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，钙基煅烧粉状物与水的重量比为10：90，混合均匀；
61.步骤3)、加入乙撑双硬脂酸酰胺和碳酸钾混合均匀，乙撑双硬脂酸酰胺的添加量是钙基煅烧粉状物重量的1％，所述碳酸钾的添加量是钙基煅烧粉状物重量的2％，静置沉淀，干燥后800℃的条件下充分煅烧2小时，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
62.对比例2
63.用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备：
64.步骤1)、将钙基材料在800℃的条件下充分煅烧2小时得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到粒径为300目的钙基煅烧粉状物；
65.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，钙基煅烧粉状物与水的重量比为10：90，混合均匀；
66.步骤3)、再加入钙基膨润土混合均匀，钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比4.5：1.5，在500r/min的搅拌速度下，缓慢加入钙基膨润土；
67.步骤4)、加入碳酸钾混合均匀，所述碳酸钾的添加量是钙基煅烧粉状物重量的2％，静置沉淀，干燥后800℃的条件下充分煅烧2小时，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
68.对比例3
69.用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备：
70.步骤1)、将钙基材料在800℃的条件下充分煅烧2小时得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到粒径为300目的钙基煅烧粉状物；
71.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，钙基煅烧粉状物与水的重量比为10：90，混合均匀；
72.步骤3)、再加入钙基膨润土混合均匀，钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比4.5：1.5，在500r/min的搅拌速度下，缓慢加入钙基膨润土；
73.步骤4)、加入乙撑双硬脂酸酰胺混合均匀，乙撑双硬脂酸酰胺的添加量是钙基煅烧粉状物重量的1％，静置沉淀，干燥后800℃的条件下充分煅烧2小时，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
74.对比例4
75.用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备：
76.步骤1)、将钙基材料在800℃的条件下充分煅烧2小时得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到粒径为300目的钙基煅烧粉状物；
77.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，钙基煅烧粉状物与水的重量比为10：90，混合均匀；
78.步骤3)、再加入钙基膨润土混合均匀，钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比4：0.5，在500r/min的搅拌速度下，缓慢加入钙基膨润土；
79.步骤4)、加入乙撑双硬脂酸酰胺和碳酸钾混合均匀，乙撑双硬脂酸酰胺的添加量
是钙基煅烧粉状物重量的1％，所述碳酸钾的添加量是钙基煅烧粉状物重量的2％，静置沉淀，干燥后800℃的条件下充分煅烧2小时，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
80.对比例5
81.用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂的制备：
82.步骤1)、将钙基材料在800℃的条件下充分煅烧2小时得到钙基煅烧产物，冷却后将钙基煅烧产物进行粉碎，得到粒径为300目的钙基煅烧粉状物；
83.步骤2)、将钙基煅烧粉状物加入水中，钙基煅烧粉状物与水的重量比为10：90，混合均匀；
84.步骤3)、再加入钙基膨润土混合均匀，钙基膨润土与步骤2)中的钙基煅烧粉状物的重量比2：1，在500r/min的搅拌速度下，缓慢加入钙基膨润土；
85.步骤4)、加入乙撑双硬脂酸酰胺和碳酸钾混合均匀，乙撑双硬脂酸酰胺的添加量是钙基煅烧粉状物重量的1％，所述碳酸钾的添加量是钙基煅烧粉状物重量的2％，静置沉淀，干燥后800℃的条件下充分煅烧2小时，得到高效的用于烟气中二氧化碳捕捉的吸收剂。
86.性能测试
87.按cn101813500a公开的测量方法测试对于钙基吸收剂的吸收容量，列于表1中，然后将使用过后的吸收剂重新进行煅烧，回收co2，然后再对循环回收后的吸收剂进行吸收容量的测量，重复8次，计算第1次、第4次和第8次循环后，吸收容量的衰减率。
88.衰减率＝1-(第n次循环后的吸收容量/初始吸收容量)。
[0089][0090]
由表2可知，本发明实施例制得的吸收剂，其吸收容量好，循环性能好，显著优于对比例制得的吸收剂。
[0091]
吸收剂的应用
[0092]
将吸收剂用于煅烧/碳酸化循环法，其流程如图1所示。吸收剂被送入增压循环流化床碳酸化炉中吸收低浓度的co2,生成caco3，然后碳酸化反应生成的caco3被送回到煅烧炉中重新煅烧,同时补充新鲜的及排除失活的吸收剂,以保证循环的稳定性。再生后的cao将再次被送入碳酸化炉中循环吸收co2。回收的co2经脱水、液化后进行封存或工业应用。
[0093]
以上所述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。