[发明专利]一种用于解吸溶液中CO2

说明书

本发明公开了属于工业锅炉及电厂CO₂捕集技术领域的用于解吸溶液中CO₂的多相催化剂的制备方法及应用。所述多相催化剂是将SO₄^2‑/金属氧化物负载于HZSM‑5载体上；具体步骤如下：将金属氧化物的硫酸盐加入水中，再加入HZSM‑5载体，加热搅拌后，冷却过滤，得到沉淀物；将沉淀物经水洗，干燥，焙烧，得到所述SO₄^2‑/金属氧化物‑HZSM‑5多相催化剂。本发明多相催化剂不仅可以促进吸收液解吸CO₂，同时改善吸收液对CO₂的吸收性能，与不添加催化剂条件下捕获烟气中CO₂过程相比，解吸率提高了35‑45％，吸收效率提高30‑40％，并且稳定性和循环使用性能良好，可极大程度降低CO₂解吸能耗。

技术领域

本发明属于工业锅炉及电厂CO₂捕集技术领域，尤其涉及一种用于解吸溶液中CO₂的多相催化剂的制备方法及应用。

背景技术

我国能源结构以煤为主，燃煤后大量排放的CO₂会导致温室效应以及随之而来的极端气候。作为CO₂最大排放源，电力生产的CO₂占总源头的62.66％，因此，从控制CO₂排放角度来看，首先必须控制电力生产过程中排放的CO₂。应用于燃煤电厂CO₂捕集的技术路线主要有三种，分为：燃烧后捕集，燃烧前捕集和富氧燃烧。对大量现有电厂来说，燃烧后CO₂捕集技术对原有设备继承性好，成为其减排温室气体的可选的主要路线之一。燃烧后捕集系统位于现有电厂各种污染物脱除装置的下游，利用醇胺类碱性吸收剂与烟气中CO₂接触并发生化学反应，形成不稳定的盐类；而盐类在一定的条件下，将逆向分解释放出CO₂，使吸收剂的吸收能力得到再生，从而将CO₂从烟气中解吸并富集，便于利用或封存，同时使吸收剂得以循环利用。尽管化学吸收法具有脱碳效率高、工艺简单、脱除成本相对其他技术具有优势等特点，胺基溶液吸收法也存在其固有的缺陷：高反应热导致冷却成本上升；高再生能耗引起低压蒸汽流量需求最大和再生塔尺寸变化；需要大型的填料吸收塔以提供足够的化学反应传质面积；由克服再生塔内压力损失造成的高线性功率损失。以上因素综合导致了胺基溶液吸收捕集CO₂系统的较高投资，较高的运行费用，其中，脱碳解吸CO₂过程的能耗大，会将设备的投资和运行成本提高70％，因此，降低CO₂捕集工艺中再生能耗高的问题有利于碳捕集工艺在燃煤电厂的大规模应用。

现有研究工作大量集中在胺基溶液吸收系统改进中，主要针对研发新的醇胺溶液以及相变溶剂，以此来降低CO₂捕集工艺的能耗高、吸收和解吸速率低的问题。但由于传统的CO₂解吸温度在100～150℃，在该温度范围内水的大量气化是主要的能量消耗，因此，在较低温度(低于100℃)下进行CO₂解吸并且保证较快的CO₂吸收和解吸速率可以显著改善目前的碳捕集工艺。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种用于解吸液体中CO₂的多相催化剂的制备方法，所述多相催化剂是将SO₄^2-/ZrO₂负载于HZSM-5载体上；

具体步骤如下：

1)将Zr(SO₄)₂·4H₂O加入水中，再加入HZSM-5载体，加热搅拌后，冷却过滤，得到沉淀物；

2)将沉淀物经水洗，干燥，焙烧，得到所述SO₄^2-/ZrO₂-HZSM-5多相催化剂；