[发明专利]一种二氧化碳吸收剂、其制备方法及其应用方法

说明书

一种二氧化碳吸收剂的制备方法，包括：将碱金属硝酸盐与镁基前驱体按一定质量比进行混合；对上一步骤得到的混合液进行干燥处理，然后在375‑450℃下进行煅烧活化处理，即得所需的二氧化碳吸收剂。以及一种由上述制备方法制备得到的二氧化碳吸收剂及其应用方法。本发明中制备吸收剂的原材料镁基物质来源广泛，吸收剂制备方法简单可行，且吸收剂吸收再生温度均在400℃左右，有利于降低吸收剂的再生能耗；本发明的应用方法有助于提高吸收剂的吸收反应速率，对增强镁基CO2吸收剂的工程适用性具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种中温干法碳捕集技术，更具体地涉及一种利用碱金属硝酸盐改性镁基物质制备得到的可在中温煤气条件下进行CO2吸收与再生的二氧化碳吸收剂、其制备方法及其应用方法。

背景技术

化石能源利用过程中伴随着大量温室气体CO2的排放。随着经济的增长和人们对能源需求的提高，中国在温室气体减排方面的压力越来越大。因此，开发经济有效的CO2捕获分离技术已迫在眉睫。整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)将煤气化和高效的联合循环相结合，既能高效发电又具有很好的环保性。在IGCC系统工艺中，基于水汽变换工艺进行高压煤气中CO2的捕获，不仅能降低CO2捕获成本，而且能提高煤气中H2含量，得到清洁煤气。因此，燃烧前碳捕集技术是一种比较有潜力的CO2分离技术，而燃烧前碳捕集技术的关键是开发出成本可控、且吸收性能好的CO2固体吸收剂。

目前二氧化碳吸收剂的研究主要是关于高温钙基物质和中温镁基物质的研究。钙基物质因再生温度高容易造成高温烧结，且再生能耗高使得其工程运用受到一定限制。镁基物质的吸收和再生温度均集中在300～500℃，再生能耗低且吸收再生循环过程中吸收剂吸收性能稳定。

现有研究报道的利用碱金属钙镁硝酸盐与碳酸钠通过共沉淀法制备所得的钙镁复盐CO2吸收剂、以及利用碱金属硝酸盐改性白云石和石灰石矿物制备所得钙镁复盐CO2吸收剂，存在的问题是虽然吸收剂吸收性能稳定，但吸收剂CO2吸收能力不高，仅0.20g CO2/g吸收剂左右。基于此，现有研究也报道了利用NaNO3或KNO3直接改性MgO制备镁基CO2吸收剂，此时吸收剂初次吸收能力最高可达到0.6g CO2/g吸收剂左右，但在初始循环过程中其吸收性能会下降，循环到第8次时其吸收能力下降近50％，下降到0.3g CO2/g吸收剂左右后稳定，且该吸收剂的吸收反应速率很慢。较慢的吸收反应速率也是制约该吸收剂工程运用的关键。

针对现有镁基CO2吸收剂的研究现状，如何稳定镁基CO2吸收剂的吸收能力并提高吸收剂的吸收反应速率是镁基吸收剂实现规模化运用的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种二氧化碳吸收剂、其制备方法及其应用方法。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种二氧化碳吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：将碱金属硝酸盐与镁基前驱体按一定质量比进行混合；

步骤S2：将步骤S1中得到的混合物在375-450℃下进行煅烧活化处理，即得所需的二氧化碳吸收剂。