[发明专利]一种碱性水合物凝胶微粉及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于环保材料技术领域，具体涉及一种碱性水合物凝胶微粉及其制备方法与应用。

背景技术

来源于化石燃料燃烧所产生的CO₂，SO₂，NO_x，H₂S等有害气体是导致全球变暖和酸雨形成等环境问题的主要原因，在大力倡导低碳生活，健康生活的今天，捕获大气中的酸性气体对环境和经济社会的可持续发展有重要意义。

CO₂排放源有分散性和集中型两种。现有的技术很难实现对分散型CO₂排放源的CO₂捕获，因而CO₂捕获主要是应用于化石燃料电厂、水泥厂、钢铁厂、合成氨厂、炼油厂等CO₂集中排放源。目前用于捕获分离CO₂的方法有化学法、物理法以及生物法，这些方法有其各自不同的适用范围，其中以化学吸收法研究最为广泛，也最受商业市场的青睐。醇胺溶液和碳酸盐溶液是化学吸收法最常用的两种吸收剂，这两种溶液对二氧化碳吸收量大，操作成本较低，适合大规模商业化应用，但其对设备腐蚀严重，再生能耗较高。工业应用中，一般会采用加入添加剂来降低对设备的腐蚀以及再生能耗。

SO₂，NO_x，H₂S是形成酸雨的三种主要气体，严重影响着人们身体和生活健康。目前，国内烟气脱硫技术种类繁多，按照吸收剂的状态分为干法脱硫，半干法脱硫和湿法脱硫。干法脱硫过程中无废水、废酸的排出，有效减少了二次污染，但其脱硫效率相对较低，且设备庞大。湿法脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气以除去SO₂，所用设备比较简单，操作容易，脱硫效率高，但脱硫后烟气温度较低，对设备的腐蚀较干法严重。烟气脱硝技术目前以干法为主，主要有SCR和SNCR两种工艺，而现阶段脱硫与脱硝往往分开处理，虽然工业上脱硫与脱硝已经实现一体化，但都仅仅是将两种有害气体的处理单元进行简单的联合，如石灰石-石膏法，这种联合处理技术虽然具有较理想的处理效果，但是设备投资大，成本相对较高。

总的来说，现存的处理方法都存在着不同程度的问题，如吸收速率慢、再生能耗高、吸收效率低、吸收剂的损失大、设备投资大、运行成本高、吸收剂对设备的腐蚀性强等。这些问题直接或间接地影响了其在工业生产中的应用。因而急需开发一种吸收性能好、再生能耗低、设备腐蚀小、投资和运营成本低的新途径，新方法。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种碱性水合物凝胶微粉。

本发明的另一目的在于提供上述碱性水合物凝胶微粉的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述碱性水合物凝胶微粉在酸性气体吸收中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种碱性水合物凝胶微粉，由100质量份的碱性化合物、10～50质量份的水、0.5～10质量份凝胶增强剂以及0.5～10质量份的表面改性剂组成。

所述的碱性化合物优选Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、MgCO₃、Ca(OH)₂、NaOH、KOH、Ba(OH)₂、Mg(OH)₂，以及单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或两种以上的混合物。

所述的凝胶增强剂优选聚丙烯酸粉末、聚丙烯酰胺粉末、明胶和水玻璃中的一种或两种以上的混合物。

所述的表面改性剂优选纳米二氧化硅、石墨烯、十二烷基硫酸钠、十六烷基溴化铵中的一种或两种以上的混合物。

上述碱性水合物凝胶微粉的制备方法，包括以下步骤：将100质量份的碱性化合物、10～50质量份的水、0.5～10质量份凝胶增强剂以及0.5～10质量份的表面改性剂混合均匀，得到高分散超细碱性水合物凝胶微粉。

上述碱性水合物凝胶微粉在酸性气体吸收中的应用。

所述的酸性气体是指CO₂、SO₂、NO_x和H₂S中的一种或两种以上的混合气体。