[發明專利]脫除二氧化碳中痕量一氧化氮的吸附劑及制備方法

無效

• 申請號: 200810011955.1
• 申請日: 2008-06-19
• 公開（公告）號: CN101298037A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 陳紹云;張永春;郭新聞
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/30;B01D53/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本發明屬于環境資源技術領域，涉及到脫除二氧化碳中痕量一氧化氮的吸附劑及其制備方法。

背景技術

食品級CO₂不僅是食品行業中重要的添加劑，并且在CO₂聚酯工業以及醫用領域的應用也越來越廣泛。回收煙道氣中CO₂時常伴有微量氮氧化物(NO和NO₂)，其中NO含量占NO_x中90％以上，并且很難脫除。CO₂中其他輕組分雜質可以通過低溫精餾的方法將其分離，但是由于NO濃度很低(＜200ppmv)，并且經過一段時間容易氧化成NO₂，無法利用精餾法脫除，使CO₂達到食品級要求。目前NO脫除的主要應用方法就是催化還原法(SCR)和吸附法，運用于CO₂中的NO_x吸附劑或催化劑國內外還未見報道。

選擇性催化還原法主要針對NO_x排放濃度較高的氣源，例如制硝酸尾氣，煤發電站等，利用氨氣，低碳烷烴或者烯烴對NO_x選擇性還原成N₂，H₂O和CO₂。但是選擇性催化還原法還原NO時，凈化度不高，反應溫度高(＞100℃)，而且需要加入還原性氣體，容易造成二次污染，所以不適用于CO₂中NO_x凈化的應用。

吸附分離法由于其操作條件溫和，凈化度高，設備簡單易于操作在氣體提純領域中有著廣泛應用。對于CO₂中含有的痕量NO可以利用吸附法將其深度脫除，達到食品級(＜2.5ppmv)。相關的文獻(Langmuir9(1993)2337-2343)中，Wenxiang?Zhang等報道了無氧條件下NO(1910ppmv)在離子交換的ZSM-5上的可逆和不可逆吸附情況，主要用于PSA工藝中。但是NO在無氧條件下的吸附量很有限，只有將其轉化為NO₂，才能更好的吸附和存儲。

在文獻(Langmuir?17(2001)4997-5003)中，Helen?Y.Huang等制備了Fe-Mn-Ti混合金屬氧化物用于有氧條件下對NO的吸附，CO₂對吸附量有較大的影響，且金屬利用率比較低。

美國專利US005158582A公開了利用沸石分子篩(A，X，Y型)負載銅鹽，用于吸附低濃度NO(5ppmv)。

專利CN1145272A公開了以二氧化鈦作為吸附劑載體，負載錳等活性組分用于吸收隧道中的低濃度NO_x。

發明內容

本發明的目的在于制備高效的用于脫除CO₂中痕量NO的吸附劑。高硅鋁比HZSM-5(25，38和50)與擬薄水鋁石混合制備得到的氧化鋁-分子篩復合載體的特點在于，比表面積大，熱穩定性高，耐酸堿性強，有利于金屬離子或者氧化物等組分的高度分散。通過等體積浸漬-高溫焙燒法，浸漬少量過渡金屬離子和氧化物于氧化鋁-HZSM-5復合載體上，得到的吸附劑，運用于吸附-精餾制備高純度CO₂工藝中時，在無氧條件下和有氧條件下，對痕量NO脫除具有凈化度高，氧化速率快，吸附速率快，吸附量大和熱穩定性高的特點。

本發明的技術方案是：脫除CO₂中痕量一氧化氮吸附劑主要是以氧化鋁-HZSM-5為載體和活性組分組成，其中：

(1)載體組成及含量

HZSM-5(SiO₂/Al₂O₃＝25，38和50)沸石分子篩含量占吸附劑總量的20-90％

擬薄水鋁石???????????????????????????含量占吸附劑總量的10-80％

(2)活性組分種類和含量

Co鹽，含量占吸附劑總重量的1-10％

Ni鹽，含量占吸附劑總重量的1-10％

Mn鹽，含量占吸附劑總重量的1-10％

Ce鹽，含量占吸附劑總重量的0.1-2％

按照權利要求1，制備無氧條件下脫除CO₂中一氧化碳的吸附劑的方法。其特征在于吸附劑的制備分為兩步：

第一步，載體的制備