[发明专利]一种可循环利用二氧化碳吸收剂制备纳米碳酸钙的方法

说明书

本发明涉及一种可循环利用二氧化碳吸收剂制备纳米碳酸钙的方法，包括以下步骤：⑴选择有机胺类吸收剂、离子液体类吸收剂、无机盐类吸收剂中的至少一种作为二氧化碳吸收剂；⑵将含二氧化碳的气体通入二氧化碳吸收剂中，对二氧化碳进行捕集，得到富液；⑶于0~100℃对二氧化碳富液进行解吸、富集；⑷在搅拌条件下，将富集后的二氧化碳通入1~50%的氢氧化钙水溶液中进行碳化反应，经充分反应，得到沉淀产物；⑸沉淀产物经过滤、陈化1~48 h、洗涤和干燥后，即得纳米碳酸钙产品，过滤后的滤液与氧化钙反应除去过量水后得到的吸收剂返回步骤⑵中循环利用。本发明生产流程简单、生产成本低、能耗低，可制备得到分散性良好，尺寸可控，形貌可控的纳米碳酸钙。

技术领域

本发明涉及二氧化碳捕集和纳米碳酸钙制造技术领域，尤其涉及一种可循环利用二氧化碳吸收剂制备纳米碳酸钙的方法。

背景技术

二氧化碳利用是指通过工程技术手段将捕集的二氧化碳实现资源化利用的过程，主要利用方式包括碳捕集利用（CCU）和碳捕集利用与封存（CCUS）两大类。根据不同的工程技术手段进行划分，二氧化碳利用可分为地质、化工和生物利用等。在化工利用方面，国内外技术发展水平相当，发展水平最高的是利用二氧化碳制备高附加值化学品，如合成有机碳酸酯等。当前碳捕集及利用存在效率低、能耗高和成本高等诸多问题，能耗和成本主要集中在二氧化碳捕集和解析环节。由于捕集和转化过程中的能耗是成本的关键，因此寻找突破性的技术解决能耗问题尤为重要。

化学吸收法是捕集二氧化碳的有效方法之一，其核心是开发高效稳定的二氧化碳吸收剂。现有的有机胺类吸收剂、离子液体类吸收剂、无机盐类吸收剂等相对成熟。

有机胺法捕集回收二氧化碳是工业上应用最主要、最成功的方法之一。发明专利CN113797713A报道了一种有机胺吸收剂，其具有吸收能力强、再生能耗低、循环吸收性能稳定等优点。发明专利CN103394277B报道了一种脱除燃煤烟气中二氧化碳的有机胺复合吸收剂，其具有稳定性好、吸收容量大、净化度高、再生能耗低、解吸效果好、可大幅度减少在使用过程中复合吸收剂降解损耗等优点。

可逆离子液体由于其自身可逆的特性，使得在吸收和解析二氧化碳过程中有着独特优势，如能耗降低：纯的离子液体以物理吸附为主，解析方便；热、化学稳定性高：离子液体在常温条件下不会分解，不易被氧化；低挥发性：离子液体蒸气压低，基本不会污染环境；结构可设计性强：可以通过调控阴阳离子来进一步调控离子液体的理化性质；再生性能好等诸多优点，进一步为捕集二氧化碳提供了新的思路和方法。发明专利CN102441312B报道了一种可循环利用的离子液体型二氧化碳吸收剂及其制备方法，其吸收剂的阳离子为多氮直链胺类物质，阴离子为有机酸酸根或无机酸酸根。其可以在室温或者高温情况下吸收CO₂，对混合气中的CO₂能够达到15％以上的吸收效果，并且吸收后的离子液体解吸率＞99％，可以循环使用。重复利用多次后仍能保持原有的吸收量。发明专利CN113491934A报道了一种离子液体二氧化碳吸收剂，该吸收剂可以保持较好的吸收、再生性能的同时，还能够解决吸收剂易降解的问题，在二氧化碳捕集领域具有很好的应用前景。

无机盐类吸收剂具有抗氧化性强、非挥发性、环境危害小等特点。发明专利CN112295366A报道了一类用于捕集二氧化碳的α-氨基酸盐类吸收剂，其通过将特定的主吸收剂α-氨基酸盐、促吸收剂、促溶剂和水按适当配比混合，形成了一种全新的α-氨基酸盐类吸收剂。与现有技术相比，该发明具有挥发和运行损耗少，抗氧化降解性好，二氧化碳饱和吸收容量大等优点。发明专利CN 108722116 A报道了一种无机盐型二氧化碳吸收剂，该吸收剂组成包括氨基酸盐、离子液体、氨水、稳定剂，该吸收剂环境友好，不易发生降解、使用寿命长。

目前，二氧化碳捕集吸收剂技术已经相当成熟，但是对于捕集后的二氧化碳大多以贮存的形式进行处理，或贮存之后再转运至下游生产厂家，这极大地限制了二氧化碳的有效利用。