[發明專利]一種基于正硅酸鈉和碳酸鹽協同作用的CO2

在審

• 申請號: 202010213504.7
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111346600A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 王子睿;唐忠鋒;王建強;劉偉華;凌長見;汪洋;曹云
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: B01J20/16
• 分類號: B01J20/16;B01D53/02;B01J20/30
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 宋麗榮

本發明涉及一種基于正硅酸鈉和碳酸鹽協同作用的CO₂捕獲方法，包括將九水偏硅酸鈉和氫氧化鈉混合，100℃?140℃下烘干得到正硅酸鈉前軀體，550℃?650℃下煅燒得到正硅酸鈉粉末；將正硅酸鈉粉末和堿金屬碳酸鹽粉末混合得到混合吸附劑，堿金屬碳酸鹽粉末為碳酸鋰粉末、碳酸鈉粉末、和/或碳酸鉀粉末；將混合吸附劑置于待處理環境中，混合吸附劑中的正硅酸鈉粉末保持固態而堿金屬碳酸鹽粉末形成為熔體，在待處理環境中的CO₂與正硅酸鈉進行反應的同時，待處理環境中的CO₂與堿金屬碳酸鹽結合生成C₂O₅^2?以協同捕獲CO₂。根據本發明的CO₂捕獲方法，其具有良好吸附效果和較低的成本，有望在工業中進行應用。

技術領域

本發明涉及CO₂捕獲，更具體地涉及一種基于正硅酸鈉和碳酸鹽協同作用的CO₂捕獲方法。

背景技術

隨著經濟的日益發展，大氣中CO₂的含量不斷增加，大量CO₂排放導致全球變暖，并給環境帶來了重大的危害：南北極冰雪融化、海平面上升、土地沙漠化。因此。如何有效的控制CO₂的排放具有重要的意義。目前，為減少CO₂排放主要有三種解決方案：高效利用碳資源，提高碳資源的利用率；開發CO₂捕獲與封存技術；進行CO₂富集與再利用。在眾多的減緩與控制CO₂排放的技術中，如果既不改變現在的能源結構，同時達到減少CO₂的排放的目的，可以從捕獲CO₂入手。

將CO₂從電廠煙氣或工業廢氣中吸收隔離的方法有很多，包括吸收分離法、吸附分離法、膜分離法、低溫分離法等。但是，這些方法都存在成本較高、且難于實現工業化大規模生產的問題。其中，化學吸收法中的氨溶液吸收技術在電廠中得到應用，但其熱穩定性能很差，在回收過程中溶液的揮發會引起設備腐蝕和二次污染等問題，并且較高的CO₂吸收成本使生產成本提高。生石灰(CaO)因其對CO₂吸附容量較高、且制備成本較低可用于CO₂的捕獲，但在CaO吸收CO₂的過程中，生成的固相產物會造成傳質緩慢，導致吸附效率的損失；堿金屬的正硅酸鹽也可以作為CO₂的吸收劑，其中Li₄SiO₄的吸附效果最好，采用Li₄SiO₄作為CO₂的吸收劑能夠避免氨溶液熱穩定性差、CaO類吸附劑循環性能差的問題，但是Li₄SiO₄價格昂貴，適用溫度范圍小，不適用于大規模工業化的生產。

發明內容

為了解決現有技術中的價格昂貴等問題，本發明提供一種基于正硅酸鈉和碳酸鹽協同作用的CO₂捕獲方法。

根據本發明的基于正硅酸鈉和碳酸鹽協同作用的CO₂捕獲方法，包括如下步驟：S1，將九水偏硅酸鈉和氫氧化鈉混合，100℃-140℃下烘干得到正硅酸鈉前軀體，550℃-650℃下煅燒得到正硅酸鈉粉末(Na₄SiO₄粉末)；S2，將正硅酸鈉粉末和堿金屬碳酸鹽粉末混合得到混合吸附劑，該堿金屬碳酸鹽粉末為碳酸鋰粉末、碳酸鈉粉末、和/或碳酸鉀粉末；S3，將混合吸附劑置于待處理環境中，混合吸附劑中的正硅酸鈉粉末保持固態而堿金屬碳酸鹽粉末形成為熔體，從而使得正硅酸鈉粉末分散在具有良好流動性的堿金屬碳酸鹽熔體中，在待處理環境中的CO₂與正硅酸鈉進行反應的同時，待處理環境中的CO₂與堿金屬碳酸鹽結合生成C₂O₅^2-來增強CO₂在混合吸附劑中的溶解性以協同捕獲CO₂。