[發(fā)明專利]一種用于脫除煙氣中二氧化碳改性鈣基吸收劑的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010201832.1 | 申請日： | 2010-06-13 |
| 公開（公告）號： | CN101844038A | 公開（公告）日： | 2010-09-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 趙長遂;陳惠超;梁財(cái);段倫博;陳曉平 | 申請（專利權(quán)）人： | 東南大學(xué) |
| 主分類號： | B01D53/81 | 分類號： | B01D53/81;B01D53/62 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 柏尚春 |
| 地址： | 210009 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 脫除 煙氣 二氧化碳 改性 吸收劑 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明提供了一種原料來源廣泛、廉價、方法簡單、可大幅度提高天然鈣基吸收劑循環(huán)吸收CO2性能的改性鈣基吸收劑的制備方法，用于脫除煙氣中CO2的工藝。屬于環(huán)境污染防治與潔凈煤燃燒技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
近年來，全球各地區(qū)頻繁出現(xiàn)颶風(fēng)、地震、海嘯、植被的遷徙與物種滅絕以及瘟疫的流行等一系列氣候異?，F(xiàn)象、自然災(zāi)害，對環(huán)境的破壞以及給人類的生存和發(fā)展帶來了超乎想象的威脅。
其中，以CO2為主的溫室氣體的大量排放造成的溫室效應(yīng)、全球變暖問題，已引起世界各國人們的廣泛關(guān)注。煤炭的燃燒利用過程是CO2的重要排放源，其中又以耗煤大戶燃煤電站為主要的CO2排放源。因此，解決燃煤電站的CO2排放問題將是應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵。我國是一個主要的耗煤大國，其消耗量持續(xù)增長，CO2排放量有可能躍居世界第一位。隨著哥本哈根氣候變化峰會的召開，我國面臨的CO2減排的國際壓力越來越大。在哥本哈根氣候變化峰會前夕，我國政府已提出到2020年我國單位GDP的CO2排放量將比2005年下降40～45％的減排目標(biāo)，該目標(biāo)的完成對CO2減排技術(shù)的不斷完善及成本的降低提出了更加緊迫和艱巨的任務(wù)。
目前，捕獲或脫除CO2的技術(shù)、方法眾多，如膜分離技術(shù)、胺吸收法、O2/CO2循環(huán)燃燒方式、化學(xué)鏈燃燒法、稀土金屬氧化物吸收法、固體吸收劑吸收法等，經(jīng)濟(jì)性將是決定這些方法是否得到應(yīng)用的重要因素。利用廉價豐富的石灰石等鈣基吸收劑的循環(huán)煅燒/碳酸化反應(yīng)分離CO2方法已引起了世界各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。該方法的工藝流程如圖1所示，石灰石在煅燒爐內(nèi)O2/CO2氣氛下煅燒(＞900℃)，排出煙氣含高濃度CO2(＞95％)可以回收，生成的CaO進(jìn)入碳酸化爐在常壓(650～750℃)或加壓(650～850℃)條件下進(jìn)行碳酸化反應(yīng)吸收CO2，排出的煙氣CO2含量低(＜5％)，反應(yīng)生成的CaCO3將進(jìn)入煅燒爐再生，如此實(shí)現(xiàn)CO2的循環(huán)捕獲。然而研究表明，石灰石等天然鈣基CO2吸收劑存在一個嚴(yán)重的問題：隨著循環(huán)煅燒/碳酸化反應(yīng)次數(shù)的增加，燒結(jié)作用使得吸收劑的碳酸化轉(zhuǎn)化率迅速下降。常壓循環(huán)碳酸化反應(yīng)10次，碳酸化轉(zhuǎn)化率降為30％以下。為了保持較高的CO2脫除效率，需要增大新鮮吸收劑的投入量，這將增加成本、加劇爐內(nèi)受熱面的磨損，還將威脅設(shè)備安全、影響經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，提高鈣基CO2吸收劑的長周期循環(huán)碳酸化能力和抗燒結(jié)能力具有重要的意義和價值。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題：本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種用于脫除煙氣中CO2的高效鈣基吸收劑制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，解決鈣基吸收劑脫除CO2工藝中吸收劑易燒結(jié)、循環(huán)碳酸化能力迅速衰減的問題。
技術(shù)方案：本發(fā)明的構(gòu)想：石灰石、白云石等資源豐富、廉價易得，其煅燒產(chǎn)物具有循環(huán)捕獲CO2的優(yōu)點(diǎn)，但其煅燒產(chǎn)物CaO抗燒結(jié)能力差，造成使用壽命短等問題。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過添加木素磺酸鹽和粘土礦物，與石灰石等煅燒產(chǎn)物進(jìn)行水合作用制備的CO2吸收劑，具有很好的抗燒結(jié)能力。同時具有較好的孔隙結(jié)構(gòu)分布，有利于循環(huán)吸收CO2，提高了鈣基吸收劑的CO2脫除性能。
本發(fā)明的方法包括如下步驟：
將天然鈣基吸收劑在空氣氣氛下煅燒完全，煅燒產(chǎn)物溶解于水中，以100～300r/m的速率攪拌溶液，向溶液緩慢加入為煅燒產(chǎn)物質(zhì)量0.25％～0.75％的木素磺酸鹽，加入為煅燒產(chǎn)物質(zhì)量0.1％～10％的粘土礦物，混合溶液保持0.5～2小時攪拌狀態(tài)，在100～130℃下干燥1～4小時，干燥產(chǎn)物在850℃空氣氣氛下煅燒0.5～2小時，即得高效脫除二氧化碳的改性鈣基吸收劑。
所述的天然鈣基吸收劑為石灰石或白云石的一種或兩種，其于空氣氣氛下煅燒完全。
所述的木素磺酸鹽為造紙廢液的提取物木質(zhì)素磺酸鈣，其添加量為煅燒產(chǎn)物質(zhì)量的0.25％～0.75％。
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