[发明专利]一种钇镁-钙基CO2

说明书

本发明公开了一种钇镁‑钙基CO₂吸附剂及其制备方法，所述钇镁‑钙基CO₂吸附剂包括如下质量百分含量的化学成分：CaO为40%~80%，余量为Y₂O₃和MgO，其中，Y₂O₃和MgO含量相差不超过5%；并通过溶胶‑凝胶法及高温煅烧制备。采用本工艺制备的钇镁‑钙基CO₂吸附剂孔容大、活性高、内部晶粒均匀及分散度好，CO₂吸附剂中的MgO对钙基吸附剂的物理参数具有较好的提升作用，而CO₂吸附剂中的Y₂O₃对钙基吸附剂物理结构具有较好的稳定作用，因此，钇镁‑钙基CO₂吸附剂具有高效且稳定的二氧化碳循环吸/脱附能力。钇镁‑钙基CO₂吸附剂适用于钙基吸附剂吸附法捕集二氧化碳及化学链重整强化制氢联合协同工艺，具有吸附效率高、循环稳定性好等特点。

技术领域

本发明属于固体吸附剂吸附分离二氧化碳技术领域，具体涉及一种适用于钙循环CO₂捕集过程的循环稳定的钇镁-钙基CO₂吸附剂及其制备方法。

背景技术

根据政府间气候变化组织报告，全球变暖主要是有与人类活动引起的以CO₂为主的温室气体大量排放导致地球温室效应的加剧而造成的。在以煤炭为主要能源的我国电力生产中，由燃煤产生的CO₂排放是CO₂的最大点源排放，因此，控制和减缓我国煤电生产中CO₂的排放对于缓解全球变暖和温室效应具有重要意义。

近年来，二氧化碳捕集及储存技术（CCS）发展迅速，成为了缓解温室气体排放的重要技术。CCS技术即分离并捕集能源生产过程中排放的CO₂，并将捕集的CO₂储存至地质储藏层或注入深海。在众多二氧化碳捕集的技术方案中，采用固体吸附剂分离烟气中CO₂的技术相对于现阶段较为成熟的胺吸附法具有经济性的优势，被认为是未来重要的发展方向之一；而钙基吸附剂来源广泛、价格低廉，对CO₂的吸附容量大，因此利用钙基吸附剂循环碳酸化/煅烧法（CaL）分离烟气中CO₂的技术得到越来越多研究者的关注。然而，随着CaL分离捕集烟气中CO₂的技术日益受到许多研究者的重视，CaO吸附CO₂的能力随CaL次数增长而变化的规律受到广泛关注，所有的研究结果都表明天然钙基吸附剂吸附CO₂的转化率随循环次数的增加急剧降低。这个问题将极大地降低CaL技术的经济性及稳定性，从而一定程度上限制其大规模的工业应用。目前为止，转化率随循环次数急剧降低的问题受到了广泛的研究，大量的技术及方法用来增强并稳定钙基吸附剂的吸附能力，例如，水蒸汽活化、高温预处理、酸化预处理等，却依然无法有效解决转化率随循环次数急剧降低的问题。基于现状，金属掺杂改性钙基吸附剂技术成为研究重点和热点，合理地应用金属掺杂制造合成钙基吸附剂能有效的解决转化率随循环次数急剧降低的问题。目前使用较多的金属有Al₂O₃、MgO、SiO₂、TiO₂、Nd₂O₃、CeO₂、ZrO₂等。相比其它金属氧化物，Y₂O₃作为掺杂金属合成钙基吸附剂时，能够大大提升合成钙基吸附剂的吸附效率和稳定性，但钇作为稀土元素，成本较高，大量掺杂Y₂O₃合成钙基吸附剂将无法满足高效且经济地吸附分离二氧化碳的目的，从而大大降低整个CaL过程的经济性。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种具有较高的吸附效率和循环稳定性的钇镁-钙基CO₂吸附剂。

本发明还提供了所述钇镁-钙基CO₂吸附剂的制备方法。