[发明专利]一种利用油页岩或高灰煤制备CO2高温吸附剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于油页岩或高灰煤的转化利用领域，具体涉及一种利用油页岩或高灰煤制备CO₂高温吸附剂的方法。

背景技术

全球油页岩资源十分丰富，据不完全统计其蕴藏资源量约有10万亿吨，比煤炭资源量多40％。中国油页岩资源储量丰富，按探明资源量排序位居世界第四，探明资源量315亿吨，预测资源量4520亿吨。此外，在煤炭开采过程中也产生了大量油页岩。开发利用油页岩不仅可以缓解石油供需矛盾，还可以解决因废弃油页岩造成的环境问题，提高资源利用率。

油页岩(又称油母页岩)是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，它和煤的主要区别是灰分超过40％，油页岩中的矿物质常与有机质均匀细密地混合，难以用一般选煤的方法进行选矿。高灰煤具有与油页岩类似的性质。

不同国家对油页岩的用途不同。在爱沙尼亚，油页岩主要用来发电和提炼页岩油；在巴西，油页岩主要用作运输燃料；在德国，油页岩主要用于制造水泥和建筑材料；在中国和澳大利亚，油页岩主要用于提炼页岩油和用作燃料；在俄罗斯和以色列，油页岩主要用于发电。

近些年，以气候变化为核心的全球环境问题日益严重，削减以CO₂为代表的温室气体排放成为当今国际社会关注的热点。研究与发展CO₂的高效捕集与利用技术对我国控制与减少温室气体排放、积极应对全球变暖等气候问题具有重大意义。而研究与开发低成本且高效的CO₂吸附剂成为该领域当前亟待解决的关键科学问题，也是现阶段研究与发展的重要方向。

根据吸附剂与吸附质相互作用性质的差异，可将CO₂的吸附分离技术分为物理吸附和化学吸附。CO₂的物理吸附通常采用变压吸附法，吸附剂的选择性较差、吸附容量小，但吸附剂再生容易、操作简单、能耗较低。相对地，CO₂的化学吸附通常采用变温吸附法，吸附剂的选择性较好、吸附容量较大，但吸附剂再生比较困难、能耗较高。工业上常见的CO₂吸附剂多数具有较大的比表面积，主要包括用于低温CO₂吸附的活性炭等多孔炭材料、天然沸石、分子筛、硅胶等材料，以及用于高温CO₂吸附的CaO等金属氧化物、碱金属碳酸盐、水滑石和锂盐等材料。以多孔炭为代表的低温吸附剂主要依赖于孔道结构特征，多为低温状态下的物理吸附范畴，而其表面官能团作用下的化学吸附能力较弱。因此，多孔炭的吸附性能依然表现出选择性较差、吸附容量较小等问题，亟待改进与突破。