[發(fā)明專利]一種提高沸石二氧化碳吸附量的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910074031.0
• 申請日: 2009-03-25
• 公開（公告）號: CN101543761A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設計）人: 馬靜紅;王云飛;崔杏雨;李瑞豐
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/30;B01D53/02;C01B31/20
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司
• 代理人: 龐建英

技術領域

本發(fā)明一種提高沸石二氧化碳吸附量的方法，屬于無機材料和吸附劑制備領域。具體而言涉及一種提高13X沸石二氧化碳吸附量的方法。

背景技術

在化石燃料，特別是煤的燃燒氣以及煉鋼高爐氣、石灰窯氣、合成氨變換氣等工業(yè)過程產(chǎn)生的氣體中均含有大量的CO₂，它的直接排放不僅造成嚴重的溫室效應，而且還造成極大的資源浪費，因此，研究和開發(fā)CO₂分離回收技術，減少二氧化碳排放具有重要意義。另外，在許多商業(yè)氣體應用中，需對其中的少量二氧化碳進行脫除以純化氣體，例如應用深冷法生產(chǎn)氮氣和氧氣之前，需將空氣中的CO₂和水完全脫除從而防止其在低溫下的凍結引起設備堵塞。變壓(變溫)吸附是一種具有廣泛應用性的CO₂吸附回收和純化技術，它是利用固態(tài)多孔吸附劑對原料混合氣中的CO₂進行有選擇的可逆吸附來實現(xiàn)CO₂的吸附分離。因此，不論是從富含CO₂的工業(yè)尾氣中回收二氧化碳的角度，還是從對含有微量CO₂的氣體進行純化的角度，研究和開發(fā)具有高CO₂吸附性能的吸附材料均是十分重要的。

相對于硅膠、氧化鋁和活性炭吸附劑，沸石X以其較高的吸附容量和選擇性常常被選作CO₂吸附劑。為了進一步提高其吸附容量以提高CO₂分離回收和純化的效率和降低過程的能耗，US3885927、US4477267和US4775396分別提出采用Ba²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺和稀土金屬等陽離子交換的X型沸石用于CO₂吸附；CN99803798.2公開了以Si/Al比為1-1.15的低硅X沸石(LSX)與可沸石化的高嶺土混合，經(jīng)成型、氫氧化鈉溶液浸泡和鈉交換制備高CO₂吸附容量吸附劑的方法；CN98116154.5指出用于浸泡LSX沸石與粘結劑混合物的氫氧化鈉溶液的濃度至少為0.5M。Zhonglin?Zhao等報道了用1.0-1.2M的氫氧化鈉溶液對含20％高嶺土的型體13X沸石吸附劑進行改性，從而提高了吸附劑中有效成分的含量和對CO₂的吸附量(Journal?of?greenhouse?gas?control，2007，1(3)，355-359)。

發(fā)明內容

本發(fā)明一種提高沸石二氧化碳吸附量的方法的目的是提供一種以碳酸鈉和氫氧化鈉的混合稀堿溶液對粉狀的或含有粘結劑的型體13X沸石進行處理，提高13X沸石CO₂吸附量的方法的技術方案。

本發(fā)明一種提高沸石二氧化碳吸附量的方法，其特征在于是一種以碳酸鈉和氫氧化鈉的混合稀堿溶液對粉狀的或含有粘結劑的型體13X沸石進行處理，其中混合溶液的pH值由氫氧化鈉的濃度和加入量進行調節(jié)，通過提高13X沸石的結晶度和比表面積，提高13X沸石對CO₂的吸附量的方法，具體操作步驟為：配制0.5-1.0mol/L的Na₂CO₃和0.2-0.6mol/L的NaOH溶液，取Na₂CO₃溶液，加入NaOH溶液調節(jié)Na₂CO₃/NaOH混合溶液的pH值至11.5-13.8；按液固比3-40ml/g加13X沸石樣品到該Na₂CO₃/NaOH溶液中，在不斷攪拌下，加熱至70-100℃，保持3-10小時，冷卻，將液體倒出，再次加入新鮮的與前面相同pH值并等量的Na₂CO₃/NaOH溶液，在相同條件下對13X沸石再次處理，然后，固液分離，在70-90℃下用水洗滌沸石樣品，100-120℃干燥。

按照以上所述的一種提高13X沸石CO₂吸附量的方法，其特征在于所述的沸石13X是Si/Al比為1.15-1.30的粉狀13X沸石或是由該13X沸石粉加入15-25％高嶺土或凹凸棒粘結劑形成的型體13X沸石，對于粉狀13X沸石，其Na₂CO₃/NaOH處理液的優(yōu)選pH值范圍為11.5-13.2；對于包含有粘結劑的型體13X沸石，其Na₂CO₃/NaOH處理液的優(yōu)選pH值范圍為13.0-13.8。