[发明专利]一种负载金属氧化物/金属硫化物的填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种负载金属氧化物/金属硫化物的填料及其制备方法，包括多孔陶瓷填料以及附着于多孔陶瓷填料上的催化活性组分，所述催化活性组分包括金属氧化物A_mO_n及金属硫化物B_xS_y，该填料能够避免在吸收塔内分别布置催化剂及填料带来的各种问题。

技术领域

本发明属于温室气体二氧化碳减排技术领域，涉及一种负载金属氧化物/金属硫化物的填料及其制备方法。

背景技术

烟气进行脱碳处理，是控制温室气体排放、防止气候变化危害的一种有效措施。烟气脱碳技术有化学吸收法、变温变压吸附等方法，其中化学吸收法是目前比较成熟的一种脱碳技术，它一般采用胺溶液吸收烟气中的二氧化碳，然后再通过热解吸的方式使CO₂释放，从而实现烟气中CO₂的提纯分离。化学吸收法存在系统能耗高等缺点，限制了其大规模的工业应用。

专利CN109092020A、CN102350180B等采用新型吸收剂的二氧化碳再生工艺系统的方法，来降低二氧化碳捕集系统能耗；专利CN105536434B、CN110433611B等采用反应相变型吸收溶剂的方法，利用特定溶剂与CO₂反应后发生相分离，只对富CO₂相溶液进行热再生的方法，减少二氧化碳解吸的能耗。

专利CN110681410A、CN109433247A、CN109453801A、CN109316903A、CN108392950B等公布了用于富CO₂胺溶液催化剂的制备方法；专利CN105749728B提供了一种基于催化反应的二氧化碳解吸的方法，在吸收过程中使用固体酸催化剂促进胺溶液对二氧化碳的吸收。这些文献催化剂在实际工业CO₂解吸塔装置中的使用方式等工艺未进行明确。专利CN109351125A提供了一种用于降低富CO₂胺溶液再生能耗的新型催化解吸塔，将催化反应器与填料分层布置，一定程度上增加了解吸塔的高度和系统阻力。

胺溶液化学吸收二氧化碳通常采用填料吸收塔，在吸收塔内布置不锈钢、塑料或陶瓷填料，以增加气液接触面积和传质效率。若在吸收塔内分别布置催化剂和填料，可能会导致吸收塔空间不足、内件重量及气液流动阻力大等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种负载金属氧化物/金属硫化物的填料及其制备方法，该填料能够避免在吸收塔内分别布置催化剂及填料带来的各种问题。

为达到上述目的，本发明所述的负载金属氧化物/金属硫化物的填料，包括多孔陶瓷填料以及附着于多孔陶瓷填料上的催化活性组分，所述催化活性组分包括金属氧化物A_mO_n及金属硫化物B_xS_y。

多孔陶瓷填料的型式为鲍尔环、拉西环、瓷球或波纹板。

金属氧化物A_mO_n为Al₂O₃、ZrO₂或CeO₂；

金属氧化物B_xS_y为ZnS或CdS。

本发明所述负载金属氧化物/金属硫化物的填料的制备方法包括以下步骤：

1)对多孔陶瓷填料进行预处理；

2)将金属A的硝酸盐加入去离子水，得质量百分浓度为5-20％的A盐溶液，将金属B的硝酸盐加入去离子水，得质量百分浓度为5-20％的B盐溶液；

3)将多孔陶瓷填料浸没于B盐溶液中，再进行超声浸渍、干燥及硫化处理，然后在惰性气体气氛下自然冷却至室温；