[发明专利]一种二氧化碳吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸附剂制备技术领域，具体涉及一种二氧化碳吸附剂的制备方法。

技术背景

工业生产中大量排放的二氧化碳会产生温室效应并导致全球变暖，对气候环境产生不良的影响。二氧化碳减排的重要性和紧迫性已经为大多数人所认可。此外，许多化工及能源产业的生产环节也需要分离出混合气中的二氧化碳。因此，寻找一种低能耗低成本的二氧化碳分离技术有着重要的意义。而吸附剂的选择是其中的关键，合适的吸附剂可以提高效率，减少成本，降低能耗，以提高经济效益。

目前用于常温二氧化碳分离的吸附剂有分子筛，活性碳等，它们具有吸附量大的优点。但是它们的吸附量随着温度升高而大大降低，因此若用于中温气体分离，就需要先将气体进行降温，这就损失了一部分能量，且增加了工艺的复杂性。为解决这一问题，可以选用二氧化碳中温吸附（收）剂。而传统的中高温吸附剂如氧化钙，锆酸锂等，吸附反应放热大，增加了后续解吸的难度，令人不甚满意。

研究表明改性水滑石衍生物粉体对二氧化有较强的吸附能力，且合适的工作温度较高（200至450℃），能直接用于分离处于该温度区间的二氧化碳，不需要提前将气体降温，从而减少了能量的损失。此外，该吸附剂的循环稳定性好，解吸容易。解吸时不需要进行升降温，只需要降低二氧化碳分压，就能释放吸附的二氧化碳，并恢复吸附能力，从而降低了能耗。因此，这是一种极具应用前景的吸附剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种在中温200至450摄氏度下，吸附工业废气或合成气中二氧化碳吸附剂的制备方法。

一种二氧化碳吸附剂的制备方法，其步骤如下：

（1）将水滑石、改性组分和粘结剂磨至粒径100目以下，并在60℃至150℃下干燥；

（2）将水滑石在150℃至600℃下煅烧1至4小时；

（3）将水滑石和改性组分按25：1至1:1的重量比混合；

（4）将水滑石和改性组分的混合物与粘结剂按25：1至1:1的重量比或体积比混合均匀；再加入三者混合物体积的10%到200%的水，并搅拌混合为湿团；

（5）用挤出成型法或压片成型法将上述湿团制成直径为0.2至2厘米的颗粒，在100℃以下干燥；

（6）将上述颗粒在200℃-600℃温度下煅烧1-10小时。

所述的水滑石的化学结构式为，    其中M²⁺为Mg²⁺，Ni²⁺，Zn²⁺，Cu²⁺或Mn²⁺;M³⁺为Al³⁺，Fe³⁺或Cr³⁺；A^n-为CO₃^2-，SO₄^2-，NO^3-，Cl^-或 OH^-；X为0.1~0.9。

所述的改性组分为钾、钠、锂或铷的碳酸盐或醋酸盐的一种或一种以上。

所述的粘结剂是甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠、铝溶胶、硅溶胶、高岭石、凹凸棒粘土中的一种或一种以上。

步骤（3）中水滑石和改性组分混合的方法是：直接粉末混合或用浸渍法将水滑石和改性组分混合；用浸渍法得到的混合物需要重新磨碎成100目以下的粉末。

步骤（5）中的挤出成型法是将湿团通过剂条机制成具有一定截面形状的条形物，再切成长度合适的颗粒。

步骤（5）中的压片成型法是将湿团先用摇摆机制成14目至30目的小颗粒，再干燥至水分小于5%，用压片机压制成颗粒。

本发明的有益效果为：本发明的制备方法工艺简单，操作简便；本发明方法制备的吸附剂在一定温度及压力下，此颗粒对二氧化碳有较强的选择吸附能力，可在200-450℃的工作温度下，直接分离空气中的二氧化碳，不需要提前将气体降温，从而减少了能量的损失，提高了效率。此外，该吸附剂的循环稳定性好，解吸容易。

具体实施方式

下面将结合实例进一步说明本发明。

实施例1