[发明专利]一种基于正硅酸钠和碳酸盐协同作用的CO2

说明书

本发明涉及一种基于正硅酸钠和碳酸盐协同作用的CO₂捕获方法，包括将九水偏硅酸钠和氢氧化钠混合，100℃‑140℃下烘干得到正硅酸钠前躯体，550℃‑650℃下煅烧得到正硅酸钠粉末；将正硅酸钠粉末和碱金属碳酸盐粉末混合得到混合吸附剂，碱金属碳酸盐粉末为碳酸锂粉末、碳酸钠粉末、和/或碳酸钾粉末；将混合吸附剂置于待处理环境中，混合吸附剂中的正硅酸钠粉末保持固态而碱金属碳酸盐粉末形成为熔体，在待处理环境中的CO₂与正硅酸钠进行反应的同时，待处理环境中的CO₂与碱金属碳酸盐结合生成C₂O₅^2‑以协同捕获CO₂。根据本发明的CO₂捕获方法，其具有良好吸附效果和较低的成本，有望在工业中进行应用。

技术领域

本发明涉及CO₂捕获，更具体地涉及一种基于正硅酸钠和碳酸盐协同作用的CO₂捕获方法。

背景技术

随着经济的日益发展，大气中CO₂的含量不断增加，大量CO₂排放导致全球变暖，并给环境带来了重大的危害：南北极冰雪融化、海平面上升、土地沙漠化。因此。如何有效的控制CO₂的排放具有重要的意义。目前，为减少CO₂排放主要有三种解决方案：高效利用碳资源，提高碳资源的利用率；开发CO₂捕获与封存技术；进行CO₂富集与再利用。在众多的减缓与控制CO₂排放的技术中，如果既不改变现在的能源结构，同时达到减少CO₂的排放的目的，可以从捕获CO₂入手。

将CO₂从电厂烟气或工业废气中吸收隔离的方法有很多，包括吸收分离法、吸附分离法、膜分离法、低温分离法等。但是，这些方法都存在成本较高、且难于实现工业化大规模生产的问题。其中，化学吸收法中的氨溶液吸收技术在电厂中得到应用，但其热稳定性能很差，在回收过程中溶液的挥发会引起设备腐蚀和二次污染等问题，并且较高的CO₂吸收成本使生产成本提高。生石灰(CaO)因其对CO₂吸附容量较高、且制备成本较低可用于CO₂的捕获，但在CaO吸收CO₂的过程中，生成的固相产物会造成传质缓慢，导致吸附效率的损失；碱金属的正硅酸盐也可以作为CO₂的吸收剂，其中Li₄SiO₄的吸附效果最好，采用Li₄SiO₄作为CO₂的吸收剂能够避免氨溶液热稳定性差、CaO类吸附剂循环性能差的问题，但是Li₄SiO₄价格昂贵，适用温度范围小，不适用于大规模工业化的生产。

发明内容

为了解决现有技术中的价格昂贵等问题，本发明提供一种基于正硅酸钠和碳酸盐协同作用的CO₂捕获方法。

根据本发明的基于正硅酸钠和碳酸盐协同作用的CO₂捕获方法，包括如下步骤：S1，将九水偏硅酸钠和氢氧化钠混合，100℃-140℃下烘干得到正硅酸钠前躯体，550℃-650℃下煅烧得到正硅酸钠粉末(Na₄SiO₄粉末)；S2，将正硅酸钠粉末和碱金属碳酸盐粉末混合得到混合吸附剂，该碱金属碳酸盐粉末为碳酸锂粉末、碳酸钠粉末、和/或碳酸钾粉末；S3，将混合吸附剂置于待处理环境中，混合吸附剂中的正硅酸钠粉末保持固态而碱金属碳酸盐粉末形成为熔体，从而使得正硅酸钠粉末分散在具有良好流动性的碱金属碳酸盐熔体中，在待处理环境中的CO₂与正硅酸钠进行反应的同时，待处理环境中的CO₂与碱金属碳酸盐结合生成C₂O₅^2-来增强CO₂在混合吸附剂中的溶解性以协同捕获CO₂。