[發(fā)明專利]一種適用于煙氣CO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910508935.3
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110327879B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉晶;吳大衛(wèi);沈鋒華;董昱辰
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本發(fā)明屬于煙氣污染物控制相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，并公開了一種適用于煙氣CO₂吸附的生物質(zhì)多孔炭制備方法，包括：粗生物質(zhì)樣品經(jīng)洗滌、干燥、粉碎并篩分后得到生物質(zhì)粉末，將生物質(zhì)粉末與活化劑KOH混合研磨，在惰性氣氛下升溫執(zhí)行炭化反應(yīng)，待自然冷卻至室溫；研磨生成的炭化產(chǎn)物，然后采用低溫等離子體在空氣氣氛下對炭化粉末進(jìn)行改性處理。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的生物質(zhì)多孔炭吸附劑產(chǎn)品。通過本發(fā)明，能夠利用生物質(zhì)原料制取高品質(zhì)的多孔炭吸附劑，制備方法簡單，成本低廉，對環(huán)境影響小，易于工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煙氣污染物控制相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于煙氣CO₂吸附的生物質(zhì)多孔炭制備方法及產(chǎn)品。

背景技術(shù)

人類活動排放的溫室氣體引發(fā)了全球變暖和氣候惡化等嚴(yán)重的環(huán)境問題，危害了自然生態(tài)系統(tǒng)，給人類社會帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。CO₂是最主要的溫室氣體。燃煤電廠是最主要的CO₂排放源，因此燃煤電廠的CO₂捕獲是人類社會面臨的一項重大挑戰(zhàn)。

目前，CO₂捕獲技術(shù)主要包括燃燒前捕獲、燃燒后捕獲和富氧燃燒法。燃燒后捕獲與其他兩種方法相比，具有成本低、適用性好的優(yōu)勢，有廣闊的市場潛力。燃燒后捕獲方法包括胺吸收法、膜分離法、吸附法等。其中，胺吸收法技術(shù)較成熟，但是會腐蝕設(shè)備，對環(huán)境造成污染。膜分離法的成本相對較高，不利于大規(guī)模利用。目前最有前景的技術(shù)是吸附法，其核心在于開發(fā)高效、廉價的吸附劑。在多種吸附劑中，多孔炭由于其高孔隙度、穩(wěn)定性好、再生能量低等優(yōu)勢受到越來越多的關(guān)注。

可再生的生物質(zhì)可以作為多孔炭的原料，降低了多孔炭的成本，使其具有廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了一些生物質(zhì)多孔炭吸附劑的制備工藝。例如，CN201510939918.7公開了一種多孔炭CO₂吸附劑的制備方法，其中披露了可采取秸稈作為生物質(zhì)原料，經(jīng)過水熱反應(yīng)得到前驅(qū)體，然后以KOH進(jìn)行化學(xué)活化來改善吸附劑的比表面積及微孔結(jié)構(gòu)。又如， CN201810454278.4公開了一種生物質(zhì)炭基CO₂吸附劑及其制備方法，其中披露了可采取殼聚糖加入混合熔鹽熱解獲得中間產(chǎn)物，然后進(jìn)行高溫煅燒，最后通過洗滌除去混合熔鹽獲得吸附劑。此外，CN201210252491.X公開了一種金屬離子改性的生物炭基CO₂吸附劑的制備方法，其中披露了可將竹炭之類的原材料在CO₂氣氛下進(jìn)行高溫活化，然后在金屬硝酸鹽或金屬氯化物水溶液中浸漬改性，由此獲得生物炭基吸附劑。

然而，進(jìn)一步的研究表明，上述現(xiàn)有方案仍然存在以下的缺陷或不足：上述的制備工藝復(fù)雜，需要進(jìn)行多步反應(yīng)，難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；更重要的是，上述多孔炭制備工藝中使用了較多活性劑和改性劑，不僅增加了成本，而且容易對環(huán)境造成污染。相應(yīng)地，本領(lǐng)域亟需對此做出進(jìn)一步的研究和改進(jìn)，以便更好地滿足現(xiàn)代化燃煤電廠CO₂捕獲的需求。

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)明提供了一種適用于煙氣 CO₂吸附的生物質(zhì)多孔炭制備方法及產(chǎn)品，其中不僅采用生物質(zhì)作為多孔炭的制備原料，而且進(jìn)一步結(jié)合了煙氣CO2吸附的特定應(yīng)用場合需求來對其制備路線以及多個關(guān)鍵工藝條件等重新進(jìn)行了研究和設(shè)計，相應(yīng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，不再需要使用大量的活化劑，可充分結(jié)合低溫等離子改性技術(shù)來促進(jìn)CO₂吸附的雜原子摻雜進(jìn)多孔炭中，避免使用昂貴和具有污染性的改性劑，同時所制得的多孔炭產(chǎn)品具備高比表面積、豐富孔隙、多活性位等特點，因而尤其適用于燃煤電廠煙氣中CO₂捕獲之類的應(yīng)用場合。

相應(yīng)地，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種適用于煙氣CO₂吸附的生物質(zhì)多孔炭制備方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

S1、選取生物質(zhì)作為炭源，用水洗凈后干燥，然后粉碎篩分至50目～ 200目的粉末；