[发明专利]一种钙基CO2吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钙基CO₂吸附剂，所述钙基CO₂吸附剂为球形颗粒，所述球形颗粒的直径为0.3mm～3.5mm，其包括均匀混合的藻类原料以及钙基原料，且所述藻类原料与所述钙基原料的质量比为0.001:1～0.03:1，所述钙基原料为氢氧化钙，碳酸钙或熟石灰中的一种或多种。本发明还公开了该钙基CO₂吸附剂的制备方法。本发明通过在钙基原料中掺杂0.1％～3％的藻类原料，并在造粒方法上进行优化，从而改善钙基CO₂吸附剂的循环稳定性，且制备方法简单，适用于大规模生产。

技术领域

本发明属于CO₂吸附剂领域，更具体地，涉及一种钙基CO₂吸附剂及其制备方法。

背景技术

化石燃料使用过程中大量排放的CO₂被认为是造成全球变暖的主要原因。为了让化石燃料的使用为环境所接受，一系列的CO₂捕集和封存技术已经被开发。其中，钙循环CO₂捕集技术由于其较低的捕集成本和广泛的适用性被认为是一种最有应用前景的CO₂捕集技术。

现有技术中所使用的钙基CO₂吸附剂主要成分为氧化钙，然而当吸附剂应用于钙循环系统时存在两个明显的问题：一个是氧化钙吸附剂的循环稳定性较差，其次是由于氧化钙吸附剂在碳酸化炉和煅烧炉之间循环流化的过程中，颗粒与颗粒，颗粒与管道以及热应力的影响易造成吸附剂的磨损，导致活性氧化钙吸附剂的损失。

现有技术通过掺杂或造粒的方法来对CO₂吸附剂的稳定性进行改进。在造粒方法中，挤压成型造粒和旋转滚圆造粒是其中最常见的两种造粒方式；然而，仅通过挤压成型获得的吸附剂颗粒呈圆柱形不利于流化，而仅通过旋转滚圆得到的吸附剂颗粒其抗磨损性能较差。而掺杂方法中，掺杂的物质的添加量通常需要5％～20％，这样造成了制备成本的提高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种钙基CO₂吸附剂，其目的在于在钙基CO₂吸附剂中加入藻类原料，从而提高钙基CO₂吸附剂的流化特性，抗磨损能力以及循环稳定性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，所述钙基CO₂吸附剂为球形颗粒，所述球形颗粒的直径为0.3mm～3.5mm，其包括均匀混合的藻类原料以及钙基原料，且所述藻类原料与所述钙基原料的质量比为0.001:1～ 0.03:1，所述钙基原料为氢氧化钙，碳酸钙或熟石灰中的一种或多种。

优选地，所述球形颗粒的直径为0.9mm～1.25mm。

优选地，所述藻类原料为所述藻类原料为藻类热解灰渣。

作为进一步优选地，所述藻类热解灰渣的制备方法为，将干燥的藻类在惰性气体气氛中500℃～900℃加热，直至其中的挥发分脱除完全。

优选地，所述钙基原料为氢氧化钙。

优选地，所述藻类原料与所述钙基原料的质量比为0.005:1～0.02:1。

按照本发明的另一方面，还提供了该钙基CO₂吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将藻类原料、水以及钙基原料以0.001:0.1:1～0.03:0.45:1的质量比均匀混合，获得混合物料；其中，所述钙基原料为氢氧化钙，碳酸钙或熟石灰中的一种或多种，其粒径小于200μm；

(2)将所述混合物料挤压、切割并滚圆，获得直径小于4mm的球形混合物料；

(3)将所述球形混合物料干燥后筛分出直径为0.3mm～3.5mm的球形颗粒，获得所述钙基CO₂吸附剂。