专利名称：一种二氧化碳吸附剂的制备方法
技术领域：
本发明属于吸附剂制备技术领域，具体涉及ー种ニ氧化碳吸附剂的制备方法。
背景技术：
エ业生产中大量排放的ニ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。ニ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ニ氧化碳。因此，寻找ー种低能耗低成本的ニ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闻效率，减少成本，降低能耗，以提闻经济效益。目前用于常温ニ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，且增加了エ艺的复杂性。为解决这ー问题，可以选 用ニ氧化碳中温吸附(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ニ氧化有较强的吸附能力，且合适的工作温度较高(200至450°C)，能直接用于分离处于该温度区间的ニ氧化碳，不需要提前将气体降温，从而減少了能量的损失。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，只需要降低ニ氧化碳分压，就能释放吸附的ニ氧化碳，并恢复吸附能力，从而降低了能耗。因此，这是ー种极具应用前景的吸附剂。
发明内容
本发明的目的是提供ー种在中温200至450摄氏度下，吸附エ业废气或合成气中ニ氧化碳吸附剂的制备方法。ー种ニ氧化碳吸附剂的制备方法，其步骤如下(I)将水滑石、改性组分和粘结剂磨至粒径100目以下，并在60°C至150°C下干燥；(2)将水滑石在150°C至600°C下煅烧I至4小时；(3)将水滑石和改性组分按25 :1至I: I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O. 2至2厘米的颗粒，在100°C以下干燥；(6)将上述颗粒在200°C _600°C温度下煅烧1_10小时。所述的水滑石的化学结构式为M|二(OH)2Ara . —20’ 其中M2+为Mg2+，Ni2+，Zn2+，Cu2+ 或 Mn2+; M3+ 为 Al3+，Fe3+ 或 Cr3+ ；An_ 为 CO广，SO广，NO' CF 或 OF ;X 为 O. I O. 9。
所述的改性组分为钾、钠、锂或铷的碳酸盐或醋酸盐的ー种或ー种以上。所述的粘结剂是甲基纤维素、こ基纤维素、羧甲基纤维素钠、铝溶胶、硅溶胶、高岭石、凹凸棒粘土中的ー种或ー种以上。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溃法将水滑石和改性组分混合；用浸溃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エ艺简单，操作简便；本发明方法制备 的吸附剂在一定温度及压カ下，此颗粒对ニ氧化碳有较强的选择吸附能力，可在200-450°C的工作温度下，直接分离空气中的ニ氧化碳，不需要提前将气体降温，从而減少了能量的损失，提高了效率。此外，该吸附剂的循环稳定性好，解吸容易。
具体实施例方式下面将结合实例进ー步说明本发明。实施例I首先将市售水滑石在200°C下煅烧3小吋。然后称取10公斤煅烧后水滑石，3公斤碳酸钾，分别磨至200目以下，混合均匀。将0.6公斤甲基纤维素溶于10升水中，并加入到上一歩得到的混合粉末中，充分搅拌揉捏成湿团。将上述团块用挤条机挤出成型，制成粒径O. 5厘米的的圆柱形颗粒，在80摄氏度下烘干。将烘干后的颗粒放入马弗炉内，在400摄氏度下煅烧3小时；然后冷却至室温，放入密封容器中待用。实施例2首先将市售水滑石在200°C下煅烧3小时；然后称取10公斤煅烧后水滑石，I公斤碳酸钾，分别磨至200目以下。将上述I公斤碳酸钾溶于30升水，再和上述10公斤煅烧后水滑石混合均匀，充分浸溃。将10升A-4型酸性铝溶胶和上述浸溃过碳酸钾的水滑石充分混合，揉捏成团。将上述团块用摇摆机制成20目到24目的小颗粒，并在80°C下干燥至含水量5%以下。将干燥后的小颗粒，用压片机压制成粒径0.5厘米的圆柱形颗粒，并在80°C下充分干燥。将烘干后的颗粒放入马弗炉内，在400摄氏度下煅烧3小吋。冷却至室温，放入密封容器中待用。
权利要求
1.ー种ニ氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，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°C至150°C下干燥； (2)将水滑石在150°C至600°C下煅烧I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251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O.2至2厘米的颗粒，在100°C以下干燥； (6)将上述颗粒在200°C_600°C温度下煅烧1-10小时。
2.根据权利要求I所述的ー种ニ氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的水滑石的化学结构式为Mf M13Is(OH)2Afn · IiiH2O,其中 M2+ 为 Mg2+，Ni2+，Zn2+，Cu2+ 或Mn2+;M3+ 为Al3+，Fe3+ 或 Cr3+;An-为 CO32' SO42' NO' CF 或 OF ；X 为 O. Γθ. 9。
3.根据权利要求I所述的ー种ニ氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的改性组分为钾、钠、锂或铷的碳酸盐或醋酸盐的ー种或ー种以上。
4.根据权利要求I所述的ー种ニ氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，所述的粘结剂是甲基纤维素、こ基纤维素、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。
5.根据权利要求I所述的ー种ニ氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，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溃法将水滑石和改性组分混合；用浸溃法得到的混合物需要重新磨碎成100目以下的粉末。
6.根据权利要求I所述的ー种ニ氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，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。
7.根据权利要求5所述的ー种ニ氧化碳吸附剂的制备方法，其特征在于，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。
全文摘要
本发明公开了属于吸附剂制备技术领域中的一种二氧化碳吸附剂的制备方法。本发明的制备方法是把水滑石、改性组分和粘结剂经过混合，成型，煅烧，而形成具有一定的形状和机械强度的颗粒，此方法工艺简单，操作简便。本发明方法制备的吸附剂在一定温度及压力下，对二氧化碳有较强的选择吸附能力，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，此吸附剂的循环稳定性好，解吸容易。
文档编号B01J20/12GK102688742SQ20121016028
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者史翊翔, 张天侃, 李爽, 蔡宁生 申请人:清华大学