[发明专利]一种基于碱渣制备高效二氧化碳吸附剂的方法

说明书

本发明公开了一种基于碱渣制备高效二氧化碳吸附剂的方法，属于碱渣处理制备技术领域。本发明先将碱渣烘干粉碎后过筛，收集过筛颗粒除杂后与碳酸钠混合过滤，再收集滤渣烘干与硼酸钠、钛酸四丁酯球磨煅烧，将煅烧物与无水乙醇等震荡混合后离心处理，再收集下层沉淀与异丙醇、异麦芽低聚糖等搅拌预热后与氢氧化钠溶液搅拌出料，收集出料物静置过滤，并将滤渣洗涤后冻干粉碎，最后经过筛收集过筛颗粒，即可得高效二氧化碳吸附剂，本发明有效解决了传统碱渣处理过程中侵占大量的土地，破坏海洋生态平衡，造成严重环境污染的问题，实现了碱渣资源化再利用，同时制得的二氧化碳吸附剂具有较高的吸收转化率和可循环利用率，值得推广和应用。

技术领域

本发明公开了一种基于碱渣制备高效二氧化碳吸附剂的方法，属于碱渣处理技术领域。

背景技术

碱渣是氨碱法制碱过程中排放的废渣，其主要成分是碳酸钙、氢氧化钙。多年来，人们主要是靠筑坝堆存、空地堆存、废清液排海及混合排海的办法来处理废液废渣。然而，这些处理方法引发了许多问题，主要是：一、占用了大量的土地资源，其中的有害成分经过风化淋滤、地表径流的侵蚀而渗入地下水和土壤，造成污染，同时破坏土壤的原有结构，最后发展成盐碱地；二、碱渣排海则导致海洋生态平衡被破坏，危害水产养殖，而且沉积之后可能危及航道。因此，碱渣的处理问题一直制约着纯碱企业的进一步发展，是氨碱厂的一大技术难题。

二氧化碳是引起温室效应的主要气体，它的产生主要源于煤、石油和天然气的燃烧。近年来，二氧化碳排放量逐年升高，对当今和未来的全球生态环境构成了严重威胁。目前，较为成熟的二氧化碳捕集技术分为两大类：物理吸附法和化学吸收法。从常规火电厂烟气的特点以及技术成熟度来看，化学吸收法更适用于火电厂燃烧后的二氧化碳捕捉。在化学吸收法中所用到的吸附剂又分为液体吸附剂和固体吸附剂。液体吸附剂具有吸收容量大，反应迅速的优点，但不可避免地面临热稳定性差、分离困难、易腐蚀设备、有毒易挥发、易造成二次污染等问题。而使用固体吸附剂可在一定程度克服溶剂吸收剂的缺陷，但其在循环使用时，对于二氧化碳的吸收转化率会随着循环次数的增加而剧烈下降，从而大大增加了吸收成本。

目前，市面上鲜有利用碱渣制备二氧化碳吸附剂的报道，因此，开发一种基于碱渣的高效、循环利用率高的二氧化碳吸附剂具有重要的现实意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对传统处理碱渣的过程中侵占大量的土地，破坏海洋生态平衡，造成严重环境污染，同时传统二氧化碳吸附剂吸收转化率低，可循环使用次数少的缺陷，提供了一种基于碱渣制备高效二氧化碳吸附剂的方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）将碱渣干燥，粉碎，过筛，收集过筛颗粒，将过筛颗粒与水放入容器中混合均匀，静置，去除水面漂浮的杂质，再加入碳酸钠，搅拌均匀，进行加热至50～55℃，保温直至无沉淀析出；

（2）待无沉淀析出后，对玻璃容器中的物质进行过滤，收集滤渣，将滤渣干燥，收集干燥物，将干燥物、硼酸钠及钛酸四丁酯放入球磨机中球磨，收集球磨物；

（3）将球磨物进行煅烧，冷却至室温，收集煅烧物；

（4）将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、煅烧物及无水乙醇混合均匀，进行超声震荡，收集震荡混合物，放入离心机中离心分离，收集下层沉淀；

（5）按重量份数计，取60～65份质量分数为86%异丙醇溶液、45～50份下层沉淀、18～23份N-乙烯基乙酰胺、15～18份马来酸酐、12～14份异麦芽低聚糖及0.8～1.2份偶氮二异丁腈，放入反应釜中，使用氮气进行保护，设定温度为60～75℃，预热20～25min；

（6）在预热结束后，再向反应釜中加入2.3mol/L氢氧化钠溶液，升温至92～96℃，搅拌反应，冷却至室温，进行出料，收集出料物，并置于3℃中静置，过滤，收集滤饼，对滤饼进行冷冻干燥，收集冷冻干燥物，粉碎，过筛，收集筛下颗粒，即可。