[发明专利]一种二氧化碳/二氧化硫钙基吸收剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气中二氧化碳/二氧化硫吸收技术领域，涉及一种钙基吸收剂及其制备方法，可应用于电站尾气中二氧化碳和二氧化硫的捕集。

背景技术

我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家，煤炭销量居世界第一位。燃煤电站每年产生大量的二氧化碳和二氧化硫，造成了温室效应的加剧以及酸雨的增多。对于二氧化碳的排放，2009年11月，我国国务院常务会议决定，到2020年我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40％-45％作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。对于二氧化硫的排放，由于我国开采的煤炭中燃硫的含量较高，烟气脱硫行业具有巨大的市场前景，任务相当艰巨。

由于碳酸钙及其煅烧产物氧化钙在自然界中的分布广泛、储存量巨大，通常采用钙基吸收剂来吸收燃煤电站尾气中的二氧化碳和二氧化硫。

对于二氧化碳的捕集，利用钙基吸收剂碳酸化/煅烧反应可以循环捕集燃煤尾气二氧化碳。反应式如下：

CaO+CO₂→CaCO₃

CaCO₃→CaO+CO₂

对于二氧化硫的控制，利用炉内喷钙可以吸收燃煤尾气中的二氧化硫，反应式如下：

CaO+SO₂+1/2O₂→CaSO₄

但是，对于采用普通钙吸收剂循环吸收二氧化碳，在10次碳酸化/煅烧循环反应后，其每克钙基吸收剂的在每次碳酸化反应中的二氧化碳吸收能力会从开始的0.6g大幅下降到0.1g以下。这样就需要在系统中新添大量钙基吸收剂。所以提高钙基吸收剂在多循环碳酸化/煅烧反应中的二氧化碳捕集能力对降低系统的二氧化碳捕集成本具有重大意义。对于采用炉内喷钙吸收燃煤尾气中的二氧化硫，普通钙基吸收剂的硫酸化反应速率较慢，而吸收剂在炉膛内的停留时间有限，钙基吸收剂只吸收剂了少量二氧化硫后，就和煤渣一起排出反应器。所以，提高钙基吸收剂的硫酸化反应速率对降低炉内喷钙脱硫的运行成本具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种能适用于吸收二氧化碳和二氧化硫的高性能钙基吸收剂颗粒的制备方法，既可以用于碳酸化/煅烧循环捕集二氧化碳技术，解决吸收剂在多次循环后的二氧化碳吸收能力下降的问题，又可以用于炉膛喷钙脱硫技术，解决吸收剂的硫酸化反应速率过慢的问题。

按照本发明的一个方面，提供一种钙基吸收剂颗粒的制备方法，包括如下步骤：

首先将钙的前驱体和有机物放入水中全部溶解，其中钙离子与有机物的摩尔比为0.2～4:1；

其次将制备的溶液搅拌形成溶胶，并将所述溶胶干燥以形成凝胶；

然后将所述干燥后的凝胶高于600℃条件下煅烧，得到钙基吸收剂粉末；

最后将所述钙基吸收剂粉末与水泥粉末干混合并搅拌，使钙基吸收剂粉末与水泥的混合均匀，再加入微量水，使混合粉末成为泥状，将该泥状物挤压成颗粒，即得到所述钙基吸收剂。

作为本发明的改进，所述钙的前驱体可以是可溶于水或微溶于水的任一种钙基物质或任意几种钙基物质的混合物。

作为本发明的改进，所述钙基物质可以为硝酸钙、醋酸钙、氢氧化钙、柠檬酸钙或氧化钙。

作为本发明的改进，所述有机物为可溶于水并具有可燃性的一种有机物或几种有机物的混合物。

作为本发明的改进，所述有机物优选为柠檬酸、尿素、甘氨酸、谷氨酸、葡萄糖酸或乙二胺四乙酸(EDTA)。

作为本发明的改进，上述钙离子与有机物的摩尔比优选为(0.3～3)：1，更优选为(0.5～2)：1。

作为本发明的改进，所述煅烧温度优选为600～900℃，更优选为700～800℃。

作为本发明的改进，上述钙基吸收剂粉末与水泥粉末混合的质量比优选为1～4:1，更优选为2～4:1。

作为本发明的改进，所述钙离子与水的摩尔比为优选大于10:1。

按照本发明的另一方面，提供一种利用上述制备方法所制备的钙基吸收剂。

按照本发明的再一方面，提供上述制备的钙基吸收剂在燃煤烟气吸收处理中的应用。