[發明專利]改性白云石制備的鈣鎂復鹽CO2吸收劑及制備方法

有效

• 申請號: 201310297932.2
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103349891A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 楊新芳;趙麗鳳;肖云漢
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: B01D53/62
• 分類號: B01D53/62
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明涉及一種中溫條件下的干法CO₂捕集技術，具體地是一種利用天然白云石制備得到可在中溫條件下進行CO₂吸收與再生的鈣鎂復鹽CO₂吸收劑。

本發明還涉及上述改性白云石制備的鈣鎂復鹽CO₂吸收劑的制備方法。

背景技術

中國能源結構以煤為主，煤炭在中國一次能源利用中所占比例較高。煤炭利用過程中產生的CO₂，使我國在溫室氣體減排方面面臨著巨大壓力，開發低成本、可規模化使用的碳捕集技術日益迫切。碳捕集的主要技術路線分為燃燒前CO₂捕獲、燃燒后煙氣中CO₂捕獲、以及燃燒過程中的化學鏈燃燒或富氧燃燒技術。燃燒前CO₂捕集技術又有干法和濕法之分，在IGCC工藝中，采用固體CO₂吸收劑進行干法捕集比傳統的濕法溶液捕集技術更能有效地利用煤氣顯熱，提高電廠效率。且燃燒前CO₂捕獲技術可運用于煤制CH₄或煤制H₂等煤氣轉化工藝中，通過對煤氣中CO₂的吸收，提高煤氣中H₂或CH₄含量。

目前鈣基CO₂吸收劑由于較高的理論CO₂吸收能力、來源廣泛、價格低廉等得到廣泛關注。天然的石灰石和白云石作為最常用的鈣基原材料，更是得到研究者的親睞。但鈣基吸收劑在運用過程中也存在一些問題，如再生溫度較高，循環利用過程中消耗的再生熱較多；在碳酸化、煅燒循環過程中，由于碳酸化的高放熱過程和高溫煅燒過程，鈣基吸收劑出現燒結現象，使得其循環吸收性能下降。雖然白云石中由于惰性成分MgO的存在會減緩其吸收能力的下降，但仍存在再生能耗大的問題。

已有研究表明堿金屬碳酸鹽促進的鎂基復鹽CO₂吸收劑能在400℃左右進行CO₂的吸收和再生，且循環過程中鎂基復鹽吸收劑吸收性能穩定。選擇對應的硝酸鹽和碳酸鹽通過共沉淀法合成得到Na₂Mg(CO₃)₂、K₂Mg(CO₃)₂和CaMg(CO₃)₂等鎂基復鹽吸收劑均具有穩定的CO₂吸收性能。天然的白云石產量豐富，但將其直接煅燒得到的鎂基吸收劑吸收能力很差。若能通過對產量豐富、價格低廉的天然白云石進行改性得到吸收性能較好的鎂基復鹽CO₂吸收劑，則可進一步降低再生溫度低、吸收性能穩定的鎂基復鹽吸收劑的制備成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種改性白云石制備的鈣鎂復鹽CO₂吸收劑。

本發明的又一目的在于提供一種制備上述改性白云石制備的鈣鎂復鹽CO₂吸收劑的制備方法。

為實現上述目的，本發明提供的改性白云石制備的鈣鎂復鹽CO₂吸收劑，白云石中的成分CaMg(CO₃)₂與堿金屬硝酸鹽的的質量比為1:0.1-0.3；

通過下述方法得到：

1）將白云石粉碎，得到含CaMg(CO₃)₂的白云石粉末；

2）將堿金屬硝酸鹽溶解于水中；

3）按CaMg(CO₃)₂與堿金屬硝酸鹽質量比1:0.1-0.3，將步驟1的白云石粉末浸泡在步驟2制備的堿金屬硝酸鹽溶液中，60-80℃下攪拌；

4）將步驟3的混合液烘干；

5）將步驟4烘干所得的粉末在400-550℃煅燒得到改性白云石制備的鈣鎂復鹽CO₂吸收劑。

本發明提供的制備權利要求1所述改性白云石制備的鈣鎂復鹽CO₂吸收劑的方法，其步驟如下：

1）將白云石粉碎，得到含CaMg(CO₃)₂的白云石粉末；

2）將堿金屬硝酸鹽溶解于水中；

3）按CaMg(CO₃)₂與堿金屬硝酸鹽質量比1:0.1-0.3，將步驟1的白云石粉末浸泡在步驟2制備的堿金屬硝酸鹽溶液中攪拌；