[發明專利]二氧化碳吸附劑、二氧化碳吸附塔及二氧化碳回收系統

有效

• 申請號: 201710476818.4
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107115845B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 張國亮;黃嵐;朱延臣;張偉;顧軍;吳存根;李衍;位百勇;劉賓
• 申請（專利權）人: 北京金隅琉水環保科技有限公司;北京建筑材料科學研究總院有限公司;北京金隅股份有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 錢學宇

技術領域

本發明涉及氣體吸附技術領域，尤其是涉及一種二氧化碳吸附劑、二氧化碳吸附塔及二氧化碳回收系統。

背景技術

二氧化碳是導致全球氣候變暖的溫室氣體的主要成分之一，對溫室效應的貢獻達到55％。我國是世界上最大的水泥生產國，水泥行業生產排放的二氧化碳約占我國工業生產二氧化碳排放總量的20％，因此，水泥工業面臨著二氧化碳減排的巨大壓力。

目前，水泥工業二氧化碳減排的最直接有效措施為對水泥窯煙氣中的二氧化碳進行捕集回收利用，溶液吸收是最常用的捕集手段，即通過使用溶劑(有機胺或冷氨)將二氧化碳從煙氣中分離出來，這種方法吸收容量大，反應迅速，但存在著熱穩定性差，分離困難、有毒易揮發、易造成二次污染等問題，而使用固體吸附劑對二氧化碳進行吸附處理，能夠在一定程度上克服溶劑吸收的缺點，但是現有的固體吸附劑吸附能力差，無法滿足水泥工業二氧化碳回收利用的需要。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種二氧化碳吸附劑，以緩解現有的固體二氧化碳吸附劑吸附能力差，無法滿足水泥工業二氧化碳回收利用的需要的技術問題。

本發明提供的二氧化碳吸附劑，主要由以下質量份數的原料制成：氧化鋁15-20份，氧化硅15-20份，方沸石10-15份，鈣沸石10-15 份，碳分子篩10-15份，碳納米管10-15份，堿金屬化合物10-20份。

進一步的，方沸石與鈣沸石的質量比為1：(1-2)，優選為1:1。

進一步的，所述堿金屬化合物包括鋰化合物、鈉化合物和鉀化合物中的至少一種。

進一步的，所述堿金屬化合物為硅酸鋰、硫酸鈉和鋁酸鉀的混合物，且三者的摩爾比為(1-2)：(1-2)：(1-2)，優選為1：1：1。

進一步的，所述二氧化碳吸附劑采用如下步驟制備：

(a)將氧化鋁、氧化硅、方沸石、鈣沸石、碳分子篩和碳納米管進行等離子處理；

(b)將等離子處理后的氧化鋁、氧化硅、方沸石、鈣沸石、碳分子篩和碳納米管放入盛放有堿金屬化合物和任選的改進劑的溶液中，進行預浸處理；

(c)將預浸處理后的氧化鋁、氧化硅、方沸石、鈣沸石、碳分子篩和碳納米管進行烘烤干燥，以使堿金屬化合物附著于氧化鋁、氧化硅、方沸石、鈣沸石、碳分子篩和碳納米管的表面，制得二氧化碳吸附劑前體；

(d)將二氧化碳吸附劑前體進行煅燒，即制得二氧化碳吸附劑。

本發明的目的之二在于提供一種二氧化碳吸附塔，以緩解現有的固體二氧化碳吸附劑吸附能力差，無法滿足水泥工業二氧化碳回收利用的需要的技術問題。

本發明提供的二氧化碳吸附塔，包括塔體，所述塔體的頂部設置有排氣口，所述塔體的底部設置有進氣口，所述塔體的內部設置有本發明提供的二氧化碳吸附劑。

進一步的，所述塔體的內部還設置有硅膠吸附劑，所述硅膠吸附劑與所述二氧化碳吸附劑層疊設置。

進一步的，所述塔體的底部設置有氣體分布器，所述氣體分布器與所述進氣口相連通，所述塔體的頂部設置有氣體收集器，所述氣體收集器與所述排氣口相連通。

本發明的目的之三在于提供一種二氧化碳回收系統，以緩解現有的固體二氧化碳吸附劑吸附能力差，無法滿足水泥工業二氧化碳回收利用的需要的技術問題。

本發明提供的二氧化碳回收系統，包括第一吸收單元和第二吸收單元，所述第一吸收單元包括多個本發明提供的二氧化碳吸附塔，所述第二吸收單元包括多個本發明提供的二氧化碳吸附塔，所述第一吸附單元和所述第二吸附單元之間設置有真空泵。

進一步的，所述第一吸收單元中，二氧化碳吸附塔的數量為七個；所述第二吸收單元中，二氧化碳吸附塔的數量為六個。

本發明提供的二氧化碳吸附劑，通過氧化鋁、氧化硅、方沸石、鈣沸石、碳分子篩、碳納米管和堿金屬化合物的協同配合，使得其不僅對二氧化碳的吸附能力強，而且穩定性好，無毒無污染，能夠有效滿足水泥工業二氧化碳回收利用的需要，促進環境與社會的和諧發展。

本發明提供的二氧化碳吸附塔，通過在塔體的內部設置有本發明提供的二氧化碳吸附劑，使得其不僅能夠快速吸附大量二氧化碳，滿足水泥工業二氧化碳回收利用的需要，而且在吸附過程中無有毒有害物質排放，能夠有效促進環境與社會的和諧發展。

本發明提供的二氧化碳回收系統，通過第一吸收單元和第二吸收單元進行二氧化碳的回收和利用，在滿足水泥工業二氧化碳回收利用的同時也能夠有效促進環境與社會的和諧發展。

附圖說明