[发明专利]固体二氧化碳吸收剂及利用其的二氧化碳除去及浓缩方法

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳吸收剂及利用该吸收剂的二氧化碳除去及浓缩方法，更具体的涉及在蜂窝成型体中担载有二氧化碳吸收物质的固体吸收剂以及利用该吸收剂的二氧化碳吸收、分离和浓缩的方法。

背景技术

目前正在活跃地进行着为了回收作为地球温室效应主原因的二氧化碳的研究。作为这些方法中的一种，以往使用利用含碱金属盐的干式吸收剂的二氧化碳吸收除去工序。该方法包括：使碱金属盐含在沸石、氧化铝等气孔性物质中，然后将其与粘结剂（堇青石等）一同制造糊剂，通过喷雾干燥法（喷雾干燥器）制造球形的二氧化碳吸收剂后，将其利用流动层二氧化碳干式吸收工序而吸收除去废气中的二氧化碳。

在该方法中，为了提高吸收剂的通过流动反应的二氧化碳吸收效率以及吸收剂的顺畅的流动，需要以小于数百微米的微粒形态使用吸收剂。因此，存在如下各种问题：需要高压送风；随着吸收剂的流动可能会发生破碎现象（粉末化）；要每周期补充吸收剂；由于浓缩二氧化碳（生产气体）中含有微粉吸收剂，因此需要过滤；可能发生由微粒吸收剂引起的反应塔内的压力下降现象。

此外，还已知利用含有液态胺（胺类）的二氧化碳吸收剂来吸收除去二氧化碳的工序，但是存在液态胺价格和处理费用高、产生副产物、可能发生工序材料的腐蚀的缺点。

另外，还有利用沸石的二氧化碳吸附除去工序，但是由于二氧化碳的除去费用高而经济性低。

因此，需要开发一种利用低廉的吸收剂通过简单工序而能够有效吸收除去二氧化碳的方法。

专利文献1：专利公开公报10-2011-0006073（2011年1月20日公开）

专利文献2：专利授权公报10-0620546（2006年8月29日登记）

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供蜂窝形态的固体吸收剂及其制造方法，以及利用该固体吸收剂的稳定的干式二氧化碳吸收、分离及浓缩方法，该方法不发生因空气流动而导致的吸附剂的破碎现象或工序压力下降，无需浓缩二氧化碳的过滤或周期性的补给，通过工序的简化而节约装备费用和运行费用。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种固体二氧化碳吸收剂的制造方法，其中，包括：

1）混合a）能够耐100℃以上温度的纤维状物质10～80重量%、b）多孔性无机物质10～80重量%和c）有机无机粘合剂5～20重量%而制造纸的步骤；

2）将上述纸成型为单面瓦楞成型体（）后卷绕而制造圆筒形蜂窝成型体的步骤；

3）将上述蜂窝成型体浸渍在溶解有二氧化碳吸收物质的溶液中后干燥的步骤；以及

4）将担载有上述二氧化碳吸收物质的蜂窝成型体进行煅烧后冷却的步骤。

根据本发明的一实施例，纸的厚度在0.05～1.0mm的范围。

根据本发明的另一实施例，上述纤维状物质优选纤维长度在0.1～10mm的范围，例如，可以选自陶瓷纤维、碳纤维、高分子纤维，但不限于此。

根据本发明的另一实施例，上述无机物质选自沸石、氧化铝、碳材料、或有机-无机结合气孔体或它们的混合物，有机无机粘合剂选自聚乙烯醇（PVA）、二氧化硅、氧化铝，但不限于此。

根据本发明的另一实施例，上述二氧化碳吸收物质选自碱金属盐或胺，例如可举出K₂CO₃、KHCO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃、CaCO₃等，但不限于此。

另外，本发明提供一种固体二氧化碳吸收剂，其特征在于，利用含有a）能够耐100℃以上温度的纤维状物质10～80重量%、b）多孔性无机物质10～80重量%和c）有机无机粘合剂5～20重量%的纸而制造的圆筒形蜂窝成型体中担载有二氧化碳吸收物质。

另外，本发明提供利用在上述蜂窝成型体中担载有二氧化碳吸收物质的固体二氧化碳吸收剂，从废气中除去二氧化碳的方法。

根据本发明的一实施例，二氧化碳吸收除去工序以向固体二氧化碳吸收剂同时供给废气和水分、或者供给水分后通入废气的方式进行，优选在40～90℃进行。

另外，本发明提供将吸收的二氧化碳进行分离浓缩的方法，该方法可通过二氧化碳的吸收反应-再生反应或吸收反应-再生反应-冷却的连续工序而进行。此时，优选二氧化碳的再生反应在120～500℃范围同时供给蒸汽和含二氧化碳的气体或者供给含二氧化碳的气体而进行。