[发明专利]一种锂基CO2

说明书

本发明属于CO₂吸附剂材料的制备与改良技术领域，并公开了一种锂基CO₂吸附剂及其制备方法。该方法包括：(a)选取硅灰石作为原料，将该硅灰石破碎研磨获得硅灰石颗粒；(b)将该硅灰石颗粒加入一水合氢氧化锂溶液中搅拌直至水分蒸干，以此获得含硅钙化合物与氢氧化锂的固体物质；(c)将固体物质煅烧，使得其中的硅钙化合物与氢氧化锂充分反应，以此获得所需的锂基CO₂吸附剂。另外本发明还公开了该制备方法获得的锂基CO₂吸附剂。通过本发明，制备了一种CaO掺杂的锂基CO₂吸附剂，该吸附剂吸附性能较佳，经济性好，制备方法简单，原材料来源广泛，具有广阔的工业应用前景。

技术领域

本发明属于CO₂吸附剂材料的制备与改良技术领域，更具体地，涉及一种锂基CO₂吸附剂及其制备方法。

背景技术

近年来，化石燃料的大量使用造成了温室气体CO₂的过量排放，进而引起了温室效应与全球变暖等一系列全球性环境问题。因此，CO₂减排已经逐渐引起了全世界范围的高度关注。使用Li₄SiO₄基吸附剂对烟气中的CO₂进行燃烧后捕集是一种新兴而又极具前景的碳捕集(CCS)技术之一，作为一种典型高温CO₂固体吸附剂，Li₄SiO₄基吸附剂通过可逆反应实现CO₂的吸附与脱附，其中吸附过程一般发生在550℃左右，而脱附过程一般在高于700℃的温度下实现。相比其它常见高温CO₂吸附剂，Li₄SiO₄基吸附剂具备循环稳定性优异、吸附性能较高、能耗低等诸多优点。与此同时，原料成本昂贵是目前困扰Li₄SiO₄基吸附剂应用的最大问题。尤其地，原料中的锂化合物的价格高达3 000$/t～5 000$/t，使得Li₄SiO₄的单位成本高达7 000$/t～10 000$/t。

为了解决或者缓解锂基吸附剂的成本问题，目前一种有效的改善方法就是采用富硅矿物或废弃物来替代纯SiO₂硅源，进而通过减少硅的相对含量来减少锂的单位消耗量，节约成本。但是目前已报道的富硅矿物或废弃物所制备的锂基吸附剂有着较大的缺点，比如，飞灰所制备的锂基吸附剂 (Applied Energy,2015,156,197-206)的吸附量仅0.03g/g，非常不利于吸附过程的进行；蛭石(Chemical Engineering Journal,2018,562-573)需要进行前处理才能用于制备锂基吸附剂，导致制备步骤复杂化、成本增加。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种锂基CO₂吸附剂及其制备方法，其目的在于以硅灰石为原料制备CaO掺杂的锂基CO₂吸附剂，由此在维持吸附剂吸附性能的同时解决现有材料成本较高的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种锂基CO₂吸附剂的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)选取硅灰石作为原料，将该硅灰石破碎研磨获得硅灰石颗粒；

(b)将所述硅灰石颗粒加入一水合氢氧化锂溶液中搅拌直至水分蒸干，以此获得含硅钙化合物与氢氧化锂的固体物质；

(c)将所述固体物质煅烧，使得其中的所述硅钙化合物与氢氧化锂充分反应，以此获得所需的锂基CO₂吸附剂。

进一步优选地，在步骤(a)中，获得的所述硅灰石颗粒的粒径优选为 50μm～200μm。