CN107115845A - 二氧化碳吸附剂、二氧化碳吸附塔及二氧化碳回收系统 - Google Patents

二氧化碳吸附剂、二氧化碳吸附塔及二氧化碳回收系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种二氧化碳吸附剂、二氧化碳吸附塔及二氧化碳回收系统，涉及气体吸附技术领域，其中，二氧化碳吸附剂主要由以下质量份数的原料制成：氧化铝15‑20份，氧化硅15‑20份，方沸石10‑15份，钙沸石10‑15份，碳纳米管10‑15份，碳分子筛10‑15份，碱金属化合物10‑20份，缓解了现有的固体二氧化碳吸附剂吸附能力差，再生难度高，无法满足水泥工业二氧化碳回收利用需要的技术问题，达到了不仅能够快速吸附大量二氧化碳，满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要，而且在吸附过程中无有毒有害物质排放，能够有效促进环境与社会的和谐发展的技术效果。

Description

二氧化碳吸附剂、二氧化碳吸附塔及二氧化碳回收系统
技术领域
本发明涉及气体吸附技术领域，尤其是涉及一种二氧化碳吸附剂、二氧化碳吸附塔及二氧化碳回收系统。
背景技术
二氧化碳是导致全球气候变暖的温室气体的主要成分之一，对温室效应的贡献达到55％。我国是世界上最大的水泥生产国，水泥行业生产排放的二氧化碳约占我国工业生产二氧化碳排放总量的20％，因此，水泥工业面临着二氧化碳减排的巨大压力。
目前，水泥工业二氧化碳减排的最直接有效措施为对水泥窑烟气中的二氧化碳进行捕集回收利用，溶液吸收是最常用的捕集手段，即通过使用溶剂(有机胺或冷氨)将二氧化碳从烟气中分离出来，这种方法吸收容量大，反应迅速，但存在着热稳定性差，分离困难、有毒易挥发、易造成二次污染等问题，而使用固体吸附剂对二氧化碳进行吸附处理，能够在一定程度上克服溶剂吸收的缺点，但是现有的固体吸附剂吸附能力差，无法满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种二氧化碳吸附剂，以缓解现有的固体二氧化碳吸附剂吸附能力差，无法满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要的技术问题。
本发明提供的二氧化碳吸附剂，主要由以下质量份数的原料制成：氧化铝15-20份，氧化硅15-20份，方沸石10-15份，钙沸石10-15 份，碳分子筛10-15份，碳纳米管10-15份，碱金属化合物10-20份。
进一步的，方沸石与钙沸石的质量比为1：(1-2)，优选为1:1。
进一步的，所述碱金属化合物包括锂化合物、钠化合物和钾化合物中的至少一种。
进一步的，所述碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为(1-2)：(1-2)：(1-2)，优选为1：1：1。
进一步的，所述二氧化碳吸附剂采用如下步骤制备：
(a)将氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管进行等离子处理；
(b)将等离子处理后的氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管放入盛放有碱金属化合物和任选的改进剂的溶液中，进行预浸处理；
(c)将预浸处理后的氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管进行烘烤干燥，以使碱金属化合物附着于氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管的表面，制得二氧化碳吸附剂前体；
(d)将二氧化碳吸附剂前体进行煅烧，即制得二氧化碳吸附剂。
本发明的目的之二在于提供一种二氧化碳吸附塔，以缓解现有的固体二氧化碳吸附剂吸附能力差，无法满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要的技术问题。
本发明提供的二氧化碳吸附塔，包括塔体，所述塔体的顶部设置有排气口，所述塔体的底部设置有进气口，所述塔体的内部设置有本发明提供的二氧化碳吸附剂。
进一步的，所述塔体的内部还设置有硅胶吸附剂，所述硅胶吸附剂与所述二氧化碳吸附剂层叠设置。
进一步的，所述塔体的底部设置有气体分布器，所述气体分布器与所述进气口相连通，所述塔体的顶部设置有气体收集器，所述气体收集器与所述排气口相连通。
本发明的目的之三在于提供一种二氧化碳回收系统，以缓解现有的固体二氧化碳吸附剂吸附能力差，无法满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要的技术问题。
本发明提供的二氧化碳回收系统，包括第一吸收单元和第二吸收单元，所述第一吸收单元包括多个本发明提供的二氧化碳吸附塔，所述第二吸收单元包括多个本发明提供的二氧化碳吸附塔，所述第一吸附单元和所述第二吸附单元之间设置有真空泵。
进一步的，所述第一吸收单元中，二氧化碳吸附塔的数量为七个；所述第二吸收单元中，二氧化碳吸附塔的数量为六个。
本发明提供的二氧化碳吸附剂，通过氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛、碳纳米管和碱金属化合物的协同配合，使得其不仅对二氧化碳的吸附能力强，而且稳定性好，无毒无污染，能够有效满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要，促进环境与社会的和谐发展。
本发明提供的二氧化碳吸附塔，通过在塔体的内部设置有本发明提供的二氧化碳吸附剂，使得其不仅能够快速吸附大量二氧化碳，满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要，而且在吸附过程中无有毒有害物质排放，能够有效促进环境与社会的和谐发展。
本发明提供的二氧化碳回收系统，通过第一吸收单元和第二吸收单元进行二氧化碳的回收和利用，在满足水泥工业二氧化碳回收利用的同时也能够有效促进环境与社会的和谐发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的二氧化碳吸附塔的结构示意图。
图标：401-塔体；402-排气口；403-进气口；404-二氧化碳吸附剂；405-气体分布器；406-气体收集器；407-挡板；408-排气孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种二氧化碳吸附剂，主要由以下质量份数的原料制成：氧化铝15-20份，氧化硅15-20份，方沸石10-15份，钙沸石10-15份，碳分子筛10-15份，碳纳米管10-15 份，碱金属化合物10-20份。
在本发明中，氧化铝的典型但非限制性的质量份数如为15.2、 15.4、15.6、15.8、16、16.2、16.4、16.6、16.8、17、17.2、17.4、17.6、 17.8、18、18.2、18.4、18.6、18.8、19、19.2、19.4、19.6或19.8。
在本发明中，氧化铝为白色球状多孔性固体，机械强度大，吸湿性强，吸水后不胀不裂、无毒、无味、无臭，不溶于水及有机溶剂。
在本发明中，氧化硅的典型但非限制性的质量份数如为15.2、 15.4、15.6、15.8、16、16.2、16.4、16.6、16.8、17、17.2、17.4、17.6、 17.8、18、18.2、18.4、18.6、18.8、19、19.2、19.4、19.6或19.8。
在本发明中，氧化硅为无定形二氧化硅，为白色固体，多孔，质轻，吸附能力强。
在本发明中，方沸石的典型但非限制性的质量份数如为10.2、 10.4、10.6、10.8、11、11.2、11.4、11.6、11.8、12、12.2、12.4、12.6、 12.8、13、13.2、13.4、13.6、13.8、14、14.2、14.4、14.6或14.8。
方沸石为含水的钠铝硅酸盐，多孔，吸附能力强。
在本发明中，钙沸石的典型但非限制性的质量份数如为10.2、 10.4、10.6、10.8、11、11.2、11.4、11.6、11.8、12、12.2、12.4、12.6、 12.8、13、13.2、13.4、13.6、13.8、14、14.2、14.4、14.6或14.8。
钙沸石为钙铝硅酸盐，其骨架结构中具有多个孔洞及管道，吸附能力强。
在本发明中，碳纳米管的典型但非限制性的质量份数如为10.2、 10.4、10.6、10.8、11、11.2、11.4、11.6、11.8、12、12.2、12.4、12.6、 12.8、13、13.2、13.4、13.6、13.8、14、14.2、14.4、14.6或14.8。
碳纳米管是一种一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。
碳分子筛的典型但非限制性的质量份数如为10.2、10.4、10.6、 10.8、11、11.2、11.4、11.6、11.8、12、12.2、12.4、12.6、12.8、13、 13.2、13.4、13.6、13.8、14、14.2、14.4、14.6或14.8。
碳分子筛是一种优良的非极性碳素材料，主要成分为元素碳、外观为黑色柱状固体，是变压吸附的首选。
在本发明中，碱金属化合物的典型但非限制性的质量份数如为 10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、 17、17.5、18、18.5、19或19.5。
通过加入碱金属化合物与氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管相配合，使得本发明提供的二氧化碳吸附剂不仅对二氧化碳的吸附能力强，而且稳定性好，无毒无污染，能够有效满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要，促进环境与社会的和谐发展。
在本发明的优选实施方式中，方沸石与钙沸石的质量比为(1-2): (1-2)，优选为1:1。
在本发明的优选实施方式中，方沸石和钙沸石相互协同，构成协效的分子筛结构，再与氧化铝、氧化硅、碳分子筛、碳纳米管及碱金属化合物相互协同作用，使得本发明提供的二氧化碳吸附剂的吸附容量更大。当方沸石与钙沸石的质量比为1:(1-2)，方沸石和钙沸石的协同作用更佳，尤其是当方沸石与钙沸石的质量比为1:1时，其分子筛结构的增效更佳。
在本发明的优选实施方式中，碱金属化合物包括锂化合物、钠化合物和钾化合物中的至少一种；优选的，碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为(1-2)：(1-2)：(1-2)，优选为1：1：1。
在本发明的优选实施方式中，通过碱金属化合物对氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石和碳纳米管进行改性，以进一步提高二氧化碳的吸附能力，降低解吸难度。
在本发明的优选实施方式中，碱金属化合物选自硅酸锂、硫酸锂、硅酸钠、硫酸钠、硫酸钾和铝酸钾中的一种、任意两种或任意三种的混合物；更进一步优选的，碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为(1-2)：(1-2)：(1-2)时，其所制备的二氧化碳吸附剂的吸附容量更大，再生更容易；尤其是当三者的摩尔比为1：1：1时，其所制备的二氧化碳吸附剂的吸附能力更佳，再生难度更低。
在本发明的优选实施方式中，上述二氧化碳吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(a)将氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管进行等离子处理；
(b)将等离子处理后的氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管放入碱金属化合物溶液中，进行预浸处理；
(c)将预浸处理后的产物进行烘烤干燥，以使碱金属化合物附着于氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管的表面，制得二氧化碳吸附剂前体；
(d)将二氧化碳吸附剂前体进行煅烧，即制得二氧化碳吸附剂。
在步骤(a)中，通过进行等离子处理，使得氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管的表面积进一步增大。
在步骤(b)中，将等离子化后的产物进行预浸处理，以使得碱金属化合物能够附着于等离子化后的产物上；
在步骤(c)中，通过烘烤干燥，使得碱金属化合物和任选的改进剂固着于等离子化的产物上；
在步骤(d)中，通过煅烧使得氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛、碳纳米管、碱金属化合物烧结成一体式的二氧化碳吸附剂，从而使得本发明提供的二氧化碳吸附剂的稳定性能更好，使用寿命更长。
在本发明的优选实施方式中，通过采用等离子化、预浸、烘烤和煅烧工艺制备二氧化碳吸附剂，使得二氧化碳吸附剂的吸附容量增大，热稳定性能增加，使用寿命更长。
根据本发明的第二个方面，本发明还提供了一种二氧化碳吸附塔，包括塔体，塔体的顶部设置有排气口，塔体的底部设置有进气口，塔体的内部设置有本发明提供的二氧化碳吸附剂。
本发明提供的二氧化碳吸附塔，通过在塔体的内部设置有本发明提供的二氧化碳吸附剂，使得其不仅能够快速吸附大量二氧化碳，满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要，而且在吸附过程中无有毒有害物质排放，能够有效促进环境与社会的和谐发展。
在本发明的优选实施方式中，塔体的内部还设置有硅胶吸附剂，硅胶吸附剂与二氧化碳吸附剂层叠设置。
通过在塔体的内部设置层叠设置的硅胶吸附剂和本发明提供的二氧化碳吸附剂，使得水泥工业烟气中的二氧化碳吸附脱除的更为彻底。
在本发明的优选实施方式中，塔体的底部设置有气体分布器，气体分布器与进气口相连通，塔体的顶部设置有气体收集器，气体收集器与排气口相连通。
通过在塔体的底部设置有气体分布器，使得进入吸附塔的气体均匀的进入硅胶吸附剂和二氧化碳吸附剂中，从而提高塔体内的二氧化碳的吸附效率；通过在塔体的顶部设置有气体收集器，以使得通过吸塔体的顶部排出的气体更加均匀。
在本发明的优选实施方式中，塔体的内部还设置有挡板，用于支撑二氧化碳吸附剂，挡板上设置有个排气孔。
根据本发明的第三个方面，本发明还提供了一种二氧化碳的回收系统，包括第一吸收单元和第二吸收单元，第一吸收单元包括多个本发明提供的二氧化碳吸附塔，第二吸附单元也包括多个本发明提供的二氧化碳吸附塔，第一吸附单元和第二吸附单元之间设置有真空泵。
本发明提供的二氧化碳回收系统，通过第一吸收单元和第二吸收单元采用变压吸附的方式进行二氧化碳的回收和利用，不仅能够满足水泥工业二氧化碳回收利用的需求，而且也能够有效促进环境与社会的和谐发展。
通过在第一吸附单元设置多个二氧化碳吸附塔，以使得水泥窑尾气中的二氧化碳被全部吸附去除，通过在第二吸附单元中设置多个二氧化碳吸附塔，以使得二氧化碳中杂质去除的更加完全。
在本发明的优选实施方式中，第一吸附单元为粗提纯段，第二吸附单元为提浓段，第一吸附单元包括六个吸附塔，第二吸附单元包括七个吸附塔。
在进行二氧化碳吸附回收的过程中，每个二氧化碳吸附塔进需要经历吸附、一均降、二均降、三均降、四均降、抽真空、隔离、四均升、三均升、二均升、一均升、终升共十二个步骤使得二氧化碳吸附剂循环再生。
本发明提供的二氧化碳回收系统的工作状态如下：
水泥窑尾气加压后进入第一吸附单元，在第一吸附单元水泥窑尾期经由多个二氧化碳吸附塔，将烟气中所含的二氧化碳吸附去除后，将其余气体放空；然后再通过真空泵将第一吸附单元中吸附的二氧化碳解析出来后，再加压进入第二吸附单元，经由第二吸附单元进行二次吸附，以去除二氧化碳中所含的杂质，然后再将第二吸附单元中吸附的二氧化碳进行解析回收，即制得高纯度二氧化碳。
下面结合实施例对本发明所提供的技术方案做进一步的描述。
实施例1
图1为本实施例1提供的二氧化碳吸附塔；如图1所示，本实施例提供的二氧化碳吸附塔包括塔体401，塔体401的顶部设置有排气口402，塔体401的底部设置有进气口403，塔体401的底部设置有进气口403，塔体401的内部设置有进气口403，塔体401的内部设置有二氧化碳吸附剂404，塔体401的底部设置有气体分布器405，气体分布器405与进气口403相连通，塔体401的顶部还设置有气体收集器406，气体收集器406与排气口402相连通，塔体401的内部还设置有挡板407，用于支撑二氧化碳吸附剂404，挡板407上设置有多个排气孔408；其中，二氧化碳吸附剂404主要由以下质量份数的原料制成：氧化铝15份，氧化硅20份，方沸石10份，钙沸石15 份，碳分子筛15份，碳纳米管10份，碱金属化合物15份，碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为 1:2:2。
实施例2
本实施例提供了一种二氧化碳吸附塔，本实施例与实施例1的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂主要由以下质量份数的原料制成：氧化铝20份，氧化硅15份，方沸石10份，钙沸石10份，碳分子筛20份，碳纳米管15份，碱金属化合物10份，碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为2:1:1。
实施例3
本实施例提供了一种二氧化碳吸附塔，本实施例与实施例1的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂主要由以下质量份数的原料制成：氧化铝18份，氧化硅17份，方沸石12份，钙沸石12份，碳分子筛12份，碳纳米管13份，碱金属化合物16份，碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为1:1:1。
实施例4
本实施例提供了一种二氧化碳吸附塔，本实施例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂的主要原料中，方沸石为16份，钙沸石为8份，两者的质量比为2:1。
实施例5
本实施例提供了一种二氧化碳吸附塔，本实施例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂的主要原料中，碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为3:2:1。
实施例6
本实施例提供了一种二氧化碳吸附塔，本实施例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂的主要原料中，碱金属化合物中不包括硅酸锂。
实施例7
本实施例提供了一种二氧化碳吸附塔，本实施例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂的主要原料中，碱金属化合物中不包括硫酸钠。
实施例8
本实施例提供了一种二氧化碳吸附塔，本实施例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂的主要原料中，碱金属化合物中不包括铝酸钾。
实施例1-8中所采用的二氧化碳吸附剂均采用如下方法制备：
(a)将氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管进行等离子处理10分钟；
(b)将等离子处理后的氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管放入碱金属化合物溶液中，进行预浸处理，预浸时间为12小时；
(c)将预浸处理后的氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管在280℃烘烤干燥10小时，以使碱金属化合物附着于氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管的表面，制得二氧化碳吸附剂前体；
(d)将二氧化碳吸附剂前体在780℃煅烧12小时，即制得二氧化碳吸附剂。
对比例1
本对比例提供了一种二氧化碳吸附塔，本对比例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂的主要由以下质量份数计的原料制成：氧化铝10份，氧化硅35份，方沸石20份，钙沸石5份，碳分子筛7份，碳纳米管8份，碱金属化合物15份，碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为1:1:1。
对比例2
本对比例提供了一种二氧化碳吸附塔，本对比例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂的主要原料不包括氧化铝。
对比例3
本对比例提供了一种二氧化碳吸附塔，本对比例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂的主要原料不包括氧化硅。
对比例4
本对比例提供了一种二氧化碳吸附塔，本对比例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂的主要原料不包括方沸石。
对比例5
本对比例提供了一种二氧化碳吸附塔，本对比例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附塔中装填的二氧化碳吸附剂的主要原料不包括钙沸石。
对比例6
本对比例提供了一种二氧化碳吸附塔，本对比例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附剂的主要原料不包括碳纳米管。
对比例7
本对比例提供了一种二氧化碳吸附塔，本对比例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附剂的主要原料不包括碳分子筛。
对比例8
本对比例提供了一种二氧化碳吸附塔，本对比例与实施例3的不同之处在于，二氧化碳吸附剂的主要原料中不包括碱金属化合物。
对比例1-7所采用的二氧化碳吸附剂的制备方法同实施例3，在此不再赘述；对比例8所采用的二氧化碳吸附剂制备方法为将氧化铝、氧化硅方沸石、钙沸石和碳纳米管混合均匀即可。
对比例9
本对比例提供了一种二氧化碳吸附塔，本对比例中二氧化碳吸附塔中装填的为F300活性碳吸附剂。
需要说明的是，实施例1-8和对比例1-9中所提供的二氧化碳吸附塔的规格相同，所装填的二氧化碳吸附剂的质量相同。
试验例
1、二氧化碳吸附塔对水泥窑烟气中CO2吸附能力的考察
利用模拟水泥窑烟气(10％CO2，使用氩气平衡)在干燥条件下对实施例1-8和对比例1-8所提供的二氧化碳吸附塔的吸附能力进行评价，不同二氧化碳吸附塔对二氧化碳的吸附容量如表1所示：
表1二氧化碳吸附塔对水泥窑烟气中CO2吸附容量
从表1可以看出，本发明实施例1-8提供的装填有二氧化碳吸附剂的二氧化碳吸附塔的二氧化碳吸附容量远大于对比例9提供的装填有活性炭的二氧化碳吸附塔的二氧化碳吸附容量，能够满足水泥工业烟气中二氧化碳回收利用的需要。
另外，通过实施例1-8与对比例1-8的对比可以看出，本发明提供的二氧化碳吸附剂通过氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛、碳纳米管和碱金属化合物的协同配合，使得其二氧化碳的吸附能力强，吸附容量大；通过实施例1-3与实施例4的对比可以看出，当方沸石与钙沸石的质量比为1：(1-2)时，其二氧化碳吸附剂的吸附能力更强，吸附容量更大；通过实施例1-3与实施例5-7的对比可以看出，当碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为(1-2)：(1-2)：(1-2)时，其二氧化碳吸附剂的吸附能力更强，吸附容量更大。
2、二氧化碳吸附塔在不同二氧化碳分压下的吸附能力
在20℃的干燥环境中，改变模拟气体中二氧化碳的初始分压，检测实施例1-8和对比例1-9所提供的二氧化碳吸附塔的吸附容量，检测结果如表2所示：
表2二氧化碳吸附塔在不同二氧化碳分压下的吸附容量
从表2可以看出，本发明实施例1-8提供的装填有二氧化碳吸附剂的二氧化碳吸附塔的与对比例9的对比可以看出，本发明提供的二氧化碳吸附剂在二氧化碳分压较低的范围内，也能够保持较强的吸附能力，能够有效吸附二氧化碳，提高二氧化碳的回收量，避免二氧化碳的损失。
通过实施例1-8与对比例1-8的对比可以看出，本发明提供的二氧化碳吸附剂通过氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛、碳纳米管和碱金属化合物的协同配合，使得其即使在二氧化碳分压较低的范围内，也能够保持较强的吸附能力，以减少二氧化碳的损失，提高二氧化碳的回收率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种二氧化碳吸附剂，其特征在于，主要由以下质量份数的原料制成：氧化铝15-20份，氧化硅15-20份，方沸石10-15份，钙沸石10-15份，碳纳米管10-15份，碳分子筛10-15份，碱金属化合物10-20份。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，方沸石与钙沸石的质量比为1:(1-2)，优选为1:1。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，所述碱金属化合物包括锂化合物、钠化合物和钾化合物中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，所述碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为(1-2)：(1-2)：(1-2)，优选为1：1：1。
5.根据权利要求1-4任一项所述的二氧化碳吸附剂，其特征在于，采用如下步骤制备：
(a)将氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管进行等离子处理；
(b)将等离子处理后的氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管放入盛放有碱金属化合物的溶液中，进行预浸处理；
(c)将预浸处理后的氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管进行烘烤干燥，以使碱金属化合物附着于氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管的表面，制得二氧化碳吸附剂前体；
(d)将二氧化碳吸附剂前体进行煅烧，即制得二氧化碳吸附剂。
6.一种二氧化碳吸附塔，其特征在于，包括塔体，所述塔体的顶部设置有排气口，所述塔体的底部设置有进气口，所述塔体的内部设置有权利要求1-5任一项所述的二氧化碳吸附剂。
7.根据权利要求6所述的二氧化碳吸附塔，其特征在于，所述塔体的内部还设置有硅胶吸附剂，所述硅胶吸附剂与所述二氧化碳吸附剂层叠设置。
8.根据权利要求6所述的二氧化碳吸附塔，其特征在于，所述塔体的底部设置有气体分布器，所述气体分布器与所述进气口相连通，所述塔体的顶部设置有气体收集器，所述气体收集器与所述排气口相连通。
9.一种二氧化碳回收系统，其特征在于，包括第一吸收单元和第二吸收单元，所述第一吸收单元包括多个权利要求6-8任一项所述的二氧化碳吸附塔，所述第二吸收单元包括多个权利要求6-8任一项所述的二氧化碳吸附塔，所述第一吸附单元和所述第二吸附单元之间设置有真空泵。
10.根据权利要求9所述的二氧化碳回收系统，其特征在于，所述第一吸收单元中，二氧化碳吸附塔的数量为七个；所述第二吸收单元中，二氧化碳吸附塔的数量为六个。
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