[發(fā)明專利]一種二氧化碳/二氧化硫鈣基吸收劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410300946.X
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104096472A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅聰;鄭瑛;沈秋婉;徐勇慶;丁浩然;鄭楚光
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B01D53/81
• 分類號: B01D53/81;B01D53/62;B01D53/50
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煙氣中二氧化碳/二氧化硫吸收技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鈣基吸收劑及其制備方法，可應(yīng)用于電站尾氣中二氧化碳和二氧化硫的捕集。

背景技術(shù)

我國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家，煤炭銷量居世界第一位。燃煤電站每年產(chǎn)生大量的二氧化碳和二氧化硫，造成了溫室效應(yīng)的加劇以及酸雨的增多。對于二氧化碳的排放，2009年11月，我國國務(wù)院常務(wù)會議決定，到2020年我國單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40％-45％作為約束性指標(biāo)納入國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中長期規(guī)劃。對于二氧化硫的排放，由于我國開采的煤炭中燃硫的含量較高，煙氣脫硫行業(yè)具有巨大的市場前景，任務(wù)相當(dāng)艱巨。

由于碳酸鈣及其煅燒產(chǎn)物氧化鈣在自然界中的分布廣泛、儲存量巨大，通常采用鈣基吸收劑來吸收燃煤電站尾氣中的二氧化碳和二氧化硫。

對于二氧化碳的捕集，利用鈣基吸收劑碳酸化/煅燒反應(yīng)可以循環(huán)捕集燃煤尾氣二氧化碳。反應(yīng)式如下：

CaO+CO₂→CaCO₃

CaCO₃→CaO+CO₂

對于二氧化硫的控制，利用爐內(nèi)噴鈣可以吸收燃煤尾氣中的二氧化硫，反應(yīng)式如下：

CaO+SO₂+1/2O₂→CaSO₄

但是，對于采用普通鈣吸收劑循環(huán)吸收二氧化碳，在10次碳酸化/煅燒循環(huán)反應(yīng)后，其每克鈣基吸收劑的在每次碳酸化反應(yīng)中的二氧化碳吸收能力會從開始的0.6g大幅下降到0.1g以下。這樣就需要在系統(tǒng)中新添大量鈣基吸收劑。所以提高鈣基吸收劑在多循環(huán)碳酸化/煅燒反應(yīng)中的二氧化碳捕集能力對降低系統(tǒng)的二氧化碳捕集成本具有重大意義。對于采用爐內(nèi)噴鈣吸收燃煤尾氣中的二氧化硫，普通鈣基吸收劑的硫酸化反應(yīng)速率較慢，而吸收劑在爐膛內(nèi)的停留時間有限，鈣基吸收劑只吸收劑了少量二氧化硫后，就和煤渣一起排出反應(yīng)器。所以，提高鈣基吸收劑的硫酸化反應(yīng)速率對降低爐內(nèi)噴鈣脫硫的運(yùn)行成本具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供一種能適用于吸收二氧化碳和二氧化硫的高性能鈣基吸收劑顆粒的制備方法，既可以用于碳酸化/煅燒循環(huán)捕集二氧化碳技術(shù)，解決吸收劑在多次循環(huán)后的二氧化碳吸收能力下降的問題，又可以用于爐膛噴鈣脫硫技術(shù)，解決吸收劑的硫酸化反應(yīng)速率過慢的問題。

按照本發(fā)明的一個方面，提供一種鈣基吸收劑顆粒的制備方法，包括如下步驟：

首先將鈣的前驅(qū)體和有機(jī)物放入水中全部溶解，其中鈣離子與有機(jī)物的摩爾比為0.2～4:1；

其次將制備的溶液攪拌形成溶膠，并將所述溶膠干燥以形成凝膠；

然后將所述干燥后的凝膠高于600℃條件下煅燒，得到鈣基吸收劑粉末；

最后將所述鈣基吸收劑粉末與水泥粉末干混合并攪拌，使鈣基吸收劑粉末與水泥的混合均勻，再加入微量水，使混合粉末成為泥狀，將該泥狀物擠壓成顆粒，即得到所述鈣基吸收劑。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述鈣的前驅(qū)體可以是可溶于水或微溶于水的任一種鈣基物質(zhì)或任意幾種鈣基物質(zhì)的混合物。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述鈣基物質(zhì)可以為硝酸鈣、醋酸鈣、氫氧化鈣、檸檬酸鈣或氧化鈣。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述有機(jī)物為可溶于水并具有可燃性的一種有機(jī)物或幾種有機(jī)物的混合物。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述有機(jī)物優(yōu)選為檸檬酸、尿素、甘氨酸、谷氨酸、葡萄糖酸或乙二胺四乙酸(EDTA)。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，上述鈣離子與有機(jī)物的摩爾比優(yōu)選為(0.3～3)：1，更優(yōu)選為(0.5～2)：1。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述煅燒溫度優(yōu)選為600～900℃，更優(yōu)選為700～800℃。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，上述鈣基吸收劑粉末與水泥粉末混合的質(zhì)量比優(yōu)選為1～4:1，更優(yōu)選為2～4:1。

作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述鈣離子與水的摩爾比為優(yōu)選大于10:1。

按照本發(fā)明的另一方面，提供一種利用上述制備方法所制備的鈣基吸收劑。

按照本發(fā)明的再一方面，提供上述制備的鈣基吸收劑在燃煤煙氣吸收處理中的應(yīng)用。