[發明專利]二氧化碳吸附劑的制備方法、二氧化碳減少方法及其裝置

有效

• 申請號: 201280064320.2
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN104023839A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 李承紋;鄭宗憲;金基鉉;金聲萬
• 申請（專利權）人: POSCO公司
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01D53/04;B01D53/62
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 王媛;鐘守期

技術領域

本發明涉及一種捕捉二氧化碳的吸附劑，更具體地涉及一種二氧化碳吸附劑的制備方法、二氧化碳減少方法及其裝置。

背景技術

化石燃料燃燒時產生的二氧化碳是導致地球變暖的典型溫室氣體，目前正在加強對二氧化碳的排放限制。對于煉鐵廠的燃燒廢氣或高爐煤氣等大量含有二氧化碳的氣體，其中的二氧化碳一般通過變壓吸附(pressure?swing?adsorption，PSA)工藝被捕捉及吸收。

常規變壓吸附設備由利用吸附劑捕捉二氧化碳的吸附塔和對捕捉到二氧化碳的吸附劑進行加熱，以使吸附劑得到再生的再生塔組成。經過再生的吸附劑重新供應到吸附塔并參加反應。使用一定周期以上而失去吸附活性點的吸附劑被廢棄，并補充不足的吸附劑到吸附塔。

在變壓吸附工藝中，作為吸附劑使用活性炭、二氧化硅(silica)、氧化鋁(alumina)等固體吸附劑，并通過物理吸附方法捕捉二氧化碳。然而，這種方法由于常用的吸附劑價格高而導致成本上升，并且因為利用物理吸附方式所以結合力較弱，進而捕捉大量及高濃度二氧化碳的效率較低。

發明內容

技術問題

本發明提供一種制備成本低且二氧化碳捕捉效果優異的二氧化碳吸附劑的制備方法、以及使用所述吸附劑的二氧化碳減少方法及其裝置。

技術方案

為了達到上述目的，本發明實施例的二氧化碳吸附劑的制備方法，包括以下步驟：提供煉鐵廢棄物；混合所述煉鐵廢棄物和粘合劑；向混合有所述粘合劑的所述煉鐵廢棄物注入氨，并制成顆粒；以及對所述顆粒進行干燥。

在所述顆粒的制備步驟所注入的氨的濃度可為5～30wt％。

所述二氧化碳吸附劑的制備方法，還可包括以下步驟：在將所述煉鐵廢棄物與粘合劑混合之前，進行濃縮及脫水處理。

所述脫水處理可使用壓濾器。

經所述脫水處理的煉鐵廢棄物中可包含8％的水分。

所述粘合劑可為水泥(cement)或膨潤土(bentonite)。

所述顆粒的大小可為1～25mm。

另外，本發明實施例的二氧化碳減少裝置，包括：吸附裝置，使用以所述制備方法來制備的吸附劑，并且噴入包含二氧化碳的廢氣，以使包含于所述廢氣中的二氧化碳吸附在所述吸附劑上；再生裝置，對經所述吸附裝置吸附有二氧化碳的吸附劑進行加熱，以使所述被吸附的二氧化碳脫附；pH檢測裝置，用于檢測經所述再生裝置脫二氧化碳的所述吸附劑的pH值；以及旋轉腔室，用于向經過所述pH檢測裝置的吸附劑噴射氨，而且，根據所述pH檢測裝置檢測到的pH值，可向所述旋轉腔室有選擇地供應所述吸附劑。

所述再生裝置中可使用煉鐵工藝的廢熱，以向所述吸附劑供熱。

如果在所述pH檢測裝置中檢測到的pH值大于10，所述吸附劑就會供應到旋轉腔室，如果在所述pH檢測裝置中檢測到的pH值小于或等于10，所述吸附劑就會再用于還原鐵的制備。

所述二氧化碳減少裝置，還可包括：冷凝器，從所述再生裝置中接收脫附的氨和二氧化碳的化合物，并利用冷凝溫度的差異，使其分離成氨及二氧化碳。

在所述冷凝器中被分離的所述氨可供應到所述旋轉腔室。

所述包含二氧化碳的廢氣可為選自高爐廢氣(BFG)、焦爐煤氣(COG)及FINEX廢氣(FOG)中的至少一種。

進一步地，本發明實施例的二氧化碳減少方法使用以所述制備方法來制備的吸附劑，并包括以下步驟：使所述吸附劑與包含二氧化碳的廢氣接觸，以從所述廢氣中吸附二氧化碳；使吸附于所述吸附劑的所述二氧化碳脫附；判斷所述脫二氧化碳的吸附劑的pH值是否大于設定值；以及如果所述吸附劑的pH值大于設定值，就向所述吸附劑噴射氨，而且可使用噴射有所述氨的所述吸附劑，從所述吸附二氧化碳的步驟開始重新進行。

所述二氧化碳的脫附可使用煉鐵工藝的廢熱。

如果所述吸附劑的pH值小于或等于設定值，所述吸附劑就會再用于還原鐵的制備。

所述pH值的設定值可為10。

使吸附于所述吸附劑的所述二氧化碳脫附時，所述氨和所述二氧化碳的化合物脫附，所述二氧化碳減少方法還可以包括將所述化合物分離成所述氨及所述二氧化碳的步驟。

所述被分離的氨可用于所述向吸附劑噴射所述氨的步驟。

所述包含二氧化碳的廢氣可為選自高爐廢氣(BFG)、焦爐煤氣(COG)及FINEX廢氣(FOG)中的至少一種。

此外，本發明實施例的二氧化碳吸附劑以所述制備方法來制備，并可負載有氨。