CN108262016A - 一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法 - Google Patents

一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108262016A
CN108262016A CN201810247382.6A CN201810247382A CN108262016A CN 108262016 A CN108262016 A CN 108262016A CN 201810247382 A CN201810247382 A CN 201810247382A CN 108262016 A CN108262016 A CN 108262016A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
carbon dioxide
gas
removing carbon
passed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810247382.6A
Other languages
English (en)
Inventor
朱冕
袁金良
王甫
赵加佩
王家堂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo University
Original Assignee
Ningbo University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo University filed Critical Ningbo University
Priority to CN201810247382.6A priority Critical patent/CN108262016A/zh
Publication of CN108262016A publication Critical patent/CN108262016A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

本发明涉及利用废弃钢渣吸附烟气中二氧化碳的方法，该方法具有原材料成本低、接近排放源、无需预处理、反应速度快、反应条件温和等优势。钢渣具有较大表面积，和大量的微中孔结构，在显微镜下钢渣呈现多孔状蜂窝状结构，具有良好的吸附效果。将钢渣与活性炭进行配比不仅可以提升二氧化碳的吸附效果，还可以降低吸附成本。该方法步骤是所述的钢渣吸附剂在反应器中用惰性气体清洗；加热后脱杂质；抽真空，让含二氧化碳的混合气体通入装有所述钢渣材料的反应器；二氧化碳被吸附，排除已脱除二氧化碳的烟气；然后将压力降低至常压，再在室温下让氮气气体通过该钢渣材料进行解吸，得到脱除二氧化碳的气体。

Description

一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物再循环利用与温室气体减排领域，具体涉及一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法。
背景技术
转炉钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，其含量约占钢铁产量的10％。随着钢铁需求的日益增加，转炉钢渣的产量也随之快速增加。大量钢渣的堆放不仅占用钢厂周边为数不多的土地资源，而且还会给周边的生态环境造成一定的威胁。转炉钢渣中含有大量的有用资源，因此如何把钢渣作为一种潜在资源，使之得到充分合理利用，成了人们日益关心的话题。
与此同时，随着全球现代化进程的加快，CO2气体排放量呈现着惊人的增长速度,随之而来的全球性气候变暖、海平面上升等生态问题日益显现。
钢渣具有较大表面积和大量的微中孔结构，在显微镜下钢渣呈现多孔状蜂窝状结构，多空隙结构，具有一定的吸附效果，而且其属于碱性材料，但吸附效果不如活性炭材料。而活性炭同样也具有丰富的空隙结构和较高的比表面积，是一种常用的二氧化碳吸附剂，但活性炭存在成本较高等问题，所以本发明将这两种材料的优缺点结合，制造出一种混合活性炭的钢渣材料。
钢渣由于其多孔结构，在气体吸附方面表现出一定的潜能。利用废弃的钢渣吸附二氧化碳可以实现以废治废，变废为宝，迎合了国家青山绿水就是金山银山的政策要求。同时，利用废弃钢渣与活性炭进行配比作为吸附剂，既可以提高二氧化碳的吸附能力，又可以大大降低脱碳过程的成本。
本发明涉及到的一项技术：变压吸附技术：变压吸附技术是利用吸附剂的平衡吸附量随着组分分压升高而增加的特性，进行加压吸附，减压脱附的操作方法。
发明内容
本发明提出的一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法，具有原材料成本低、接近排放源、无需预处理、反应速度快、反应条件温和等优势。钢渣具有较大表面积，和大量的微中孔结构，在显微镜下钢渣呈现多孔状蜂窝状结构，具有吸附效果，且在低温及比表面积较大条件下，效果最佳。而将钢渣与活性炭按一定的比例混合可以达到提升二氧化碳吸附能力，同时除低活性炭高成本的目的。
该方法步骤是将钢渣混合活性炭材料在反应器中用惰性气体清洗；加热后脱杂质、抽真空，让含二氧化碳的混合气体通入装有所述钢渣混合活性炭材料的反应器；二氧化碳被吸附，排除已脱除二氧化碳的混合气；然后将压力降低至常压，再在室温下让氮气气体通过该钢渣材料进行解吸，得到脱除二氧化碳的气体。
该钢渣混合活性炭材料以如下方法制得：
(1)将钢渣研磨至200～250目左右，并加入一定量活性炭材料，该钢渣材料是由含有以所述钢渣材料总重量计80％以上钢渣材料和20％的活性炭材料组成，得到混合活性炭的钢渣材料。
(2)将混合活性炭的钢渣材料溶于离子水，每100ml水中加入2～8g的钢渣混合物材料和2～15g的吡咯，再加入3～8g的过硫酸铵，反应温度为30～90℃，反应时间6～10h，自然降温至室温。
(3)将固体产物收集，抽滤，去离子水洗涤，在60～100℃真空干燥，得到产物。
(4)将干产物在惰性气体的保护下在500～1000℃条件下煅烧，冷却，洗涤后干燥得到所述的钢渣材料。
与现有技术比较，其具有以下优点：
(1)原材料成本低，经济性高。
(2)实现条件不是很苛刻。
(3)脱碳效率较高。
(4)以废治废，资源充分利用。
本发明的关键技术在于：
(1)将钢渣研磨至200～250目左右，所述的钢渣材料比表面积2000～2300m2/g，总孔孔容2.3～3.0cm3/g，中孔孔容1.4～2.0cm3/g，平均孔径2.3～2.8nm。
(2)混合钢渣材料的制得。
(3)用加热炉将所述钢渣材料加热至320～420℃，进行脱除杂质，抽空真空度-0.095Mpa(表压)。
附图说明
附图1为本发明一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法的工艺流程图。
附图2为吸附混合气体中二氧化碳装置。
1——混合气体气源、2——压力显示器、3——干燥罐、4——转子流量器、5——恒温水浴器、6——气体缓冲罐、7——真空表、8——压力控制器、
9——装有惰性气体的容器、10——吸附管、11——真空阀、K1～K5为旋塞。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明技术方案的实施和所具有的有益效果，但不能认定为对本发明的可实施范围的任何限定。
一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法，其方法如下：
A.将炼钢钢渣进行研磨。
B.加入一定量活性炭材料，该钢渣材料是由含有以所述钢渣材料总重量计80％以上钢渣材料和20％的活性炭材料组成，得到混合活性炭的钢渣材料。将混合活性炭的钢渣材料溶于离子水，每100ml水中加入2～8g的钢渣混合物材料和2～15g的吡咯，再加入3～8g的过硫酸铵，反应温度为30～90℃，反应时间6～10h，自然降温至室温。将固体产物收集，抽滤，去离子水洗涤，在60～100℃真空干燥，得到产物。将干产物在惰性气体的保护下在500～1000℃条件下煅烧，冷却，洗涤后干燥得到所述的钢渣材料。
C.将制得的钢渣材料装入反应器中。
D.将钢渣材料烘干至恒重，进行脱杂质处理，再启用真空阀抽真空，进行减压处理，关闭该真空阀，接着启动分子阀，继续减压处理；
E.一切准备就绪，先用高纯氦气吹扫钢渣材料，并将钢渣材料置于吸附管(10)中，抽空后由混合气体气源(1)提供混合气体通入，并抽空利用真空阀(11)将真空度抽为-0.095Mpa，由压力显示器(2)进行监测。然后打开旋塞K1、K2，关闭旋塞K3，通入混合气体，经过干燥罐(3)和转子流速器(4)，由干燥罐(3)对混合气体进行干燥，转子流速器(4)检测混合气体流速，直到检测到气流稳定在1570ml/min流量左右时，打开旋塞K3、K4，关闭旋塞K2、K5，混合气体通入进吸附管(10)中，并在恒温水浴器(5)中进行吸附，直至吸附饱和，然后将气体通入气体缓冲罐中(6)，最后，通过压力控制器(8)将压力降至常压，在室温下，从储存惰性气体的容器中(9)通入惰性气体进行解吸，得到脱除二氧化碳的混合气体。

Claims (7)

1.一种使用钢渣脱除混合气体中二氧化碳的方法，其特征在于包括以下步骤：
A.将炼钢钢渣进行研磨；
B.加入一定量活性炭材料，该钢渣是由含有以所述钢渣材料总重量计80％以上钢渣材料和20％的活性炭材料组成，得到混合活性炭的钢渣材料；将混合活性炭的钢渣材料溶于离子水，每100ml水中加入2～8g的钢渣混合物材料和2～15g的吡咯，再加入3～8g的过硫酸铵，反应温度为30～90℃，反应时间6～10h，自然降温至室温；将固体产物收集，抽滤，去离子水洗涤，在60～100℃真空干燥，得到产物；将干产物在惰性气体的保护下在500～1000℃条件下煅烧，冷却，洗涤后干燥得到所述的钢渣材料；
C.将制得的钢渣材料装入反应器中；
D.将钢渣材料烘干至恒重，进行脱杂质处理，再启用真空阀抽真空，进行减压处理，关闭该真空阀，接着启动分子阀，继续减压处理；
E.先用高纯氦气吹扫钢渣材料，并将钢渣材料置于吸附管(10)中，抽空后由混合气体气源(1)提供混合气体通入，并抽空利用真空阀(11)将真空度抽为-0.095Mpa，由压力显示器(2)进行监测。然后打开旋塞K1、K2，关闭旋塞K3，通入混合气体，经过干燥罐(3)和转子流速器(4)，由干燥罐(3)对混合气体进行干燥，转子流速器(4)检测混合气体流速，直到检测到气流稳定在1570ml/min流量左右时，打开旋塞K3、K4，关闭旋塞K2、K5，混合气体通入进吸附管(10)中，并在恒温水浴器(5)中进行吸附，直至吸附饱和，然后将气体通入气体缓冲罐中(6)，最后，通过压力控制器(8)将压力降至常压，在室温下，从储存惰性气体的容器中(9)通入惰性气体进行解吸，得到脱除二氧化碳的混合气体。
2.根据权利要求1所述一种使用钢渣脱除混合气体中二氧化碳的方法，其特征在于，将钢渣研磨至200～250目左右，该钢渣材料是由含有以所述钢渣材料总重量计80％以上钢渣材料和20％的活性炭材料组成，所述的钢渣材料比表面积2000～2300m2/g，总孔孔容2.3～3.0cm3/g，中孔孔容1.4～2.0cm3/g，平均孔径2.3～2.8nm。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的一种使用钢渣脱除混合气体中二氧化碳的方法，其特征在于，该钢渣是以下方法制得：
(1)将混合活性炭的钢渣材料溶于离子水，每100ml水中加入2～8g的钢渣混合物材料和2～15g的吡咯，再加入3～8g的过硫酸铵，反应温度为30～90℃，反应时间6～10h，自然降温至室温；
(2)将固体产物收集，抽滤，去离子水洗涤，在60～100℃真空干燥，得到产物；
(3)将干产物在惰性气体的保护下在500～1000℃条件下煅烧，冷却，洗涤后干燥得到所述的钢渣材料。
4.权利要求1所述一种使用钢渣脱除混合气体中二氧化碳的方法，其特征在于，用加热炉将所述钢渣材料加热至320～420℃，进行脱除杂质。
5.根据权利要求1所述一种使用钢渣脱除混合气体中二氧化碳的方法，其特征在于，吸附时间设置如下：物理吸附时间控制在5个小时左右。
6.根据权利要求1所述一种使用钢渣脱除混合气体中二氧化碳的方法，其特征在于，所述步骤A的研磨时间为6～8个小时。
7.根据权利要求1所述一种使用钢渣脱除混合气体中二氧化碳的方法，其特征在于，所述的加热炉选自电阻加热器、红外线加热器或微波加热器的一种。
CN201810247382.6A 2018-03-23 2018-03-23 一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法 Withdrawn CN108262016A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810247382.6A CN108262016A (zh) 2018-03-23 2018-03-23 一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810247382.6A CN108262016A (zh) 2018-03-23 2018-03-23 一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108262016A true CN108262016A (zh) 2018-07-10

Family

ID=62775383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810247382.6A Withdrawn CN108262016A (zh) 2018-03-23 2018-03-23 一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108262016A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109865500A (zh) * 2019-03-27 2019-06-11 安徽工业大学 一种用于降解甲醛的钢渣基活性炭及其制备方法
CN110054225A (zh) * 2019-05-09 2019-07-26 新奥科技发展有限公司 一种载氧体的制备方法
CN114669268A (zh) * 2022-04-11 2022-06-28 明正鹏达(天津)环保科技有限公司 一种生物炭-钢渣复合吸附材料制备方法及其应用
CN115069226A (zh) * 2022-05-13 2022-09-20 盐城工学院 一种改性钢渣吸附剂及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102031171A (zh) * 2011-01-04 2011-04-27 北京化工大学 一种使用新型高比表面活性炭材料脱除天然气中二氧化碳的方法
CN103464099A (zh) * 2013-08-23 2013-12-25 宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司 一种变压吸附分离co2用活性炭的制备方法
CN103877932A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 具有良好二氧化碳吸附分离性能的含氮炭材料及其应用
CN105289537A (zh) * 2015-10-30 2016-02-03 广东电网有限责任公司电力科学研究院 中温二氧化碳固体吸收剂及其制备方法
US20170182532A1 (en) * 2013-08-02 2017-06-29 Regenesis Bioremediation Products Colloidal agents for aquifer and metals remediation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102031171A (zh) * 2011-01-04 2011-04-27 北京化工大学 一种使用新型高比表面活性炭材料脱除天然气中二氧化碳的方法
CN103877932A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 具有良好二氧化碳吸附分离性能的含氮炭材料及其应用
US20170182532A1 (en) * 2013-08-02 2017-06-29 Regenesis Bioremediation Products Colloidal agents for aquifer and metals remediation
CN103464099A (zh) * 2013-08-23 2013-12-25 宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司 一种变压吸附分离co2用活性炭的制备方法
CN105289537A (zh) * 2015-10-30 2016-02-03 广东电网有限责任公司电力科学研究院 中温二氧化碳固体吸收剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋坚民: "探讨钢渣吸附二氧化碳的可行性", 《环境工程》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109865500A (zh) * 2019-03-27 2019-06-11 安徽工业大学 一种用于降解甲醛的钢渣基活性炭及其制备方法
CN110054225A (zh) * 2019-05-09 2019-07-26 新奥科技发展有限公司 一种载氧体的制备方法
CN114669268A (zh) * 2022-04-11 2022-06-28 明正鹏达(天津)环保科技有限公司 一种生物炭-钢渣复合吸附材料制备方法及其应用
CN115069226A (zh) * 2022-05-13 2022-09-20 盐城工学院 一种改性钢渣吸附剂及其制备方法和应用
CN115069226B (zh) * 2022-05-13 2024-03-08 盐城工学院 一种改性钢渣吸附剂及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108262016A (zh) 一种钢渣吸附脱除气体中二氧化碳的方法
WO2016176906A1 (zh) 能同时吸附氨氮、镉的美人蕉生物炭的制备方法
CN106861634B (zh) 金属-有机骨架化合物@介孔材料复合材料及其制备方法与应用
CN102764564B (zh) 废气回收处理系统及其回收处理工艺
CN110960956B (zh) 一种适用于相变吸收剂吸收烟气中co2的方法及系统
CN104492375B (zh) 一种从工业尾气中回收co的吸附剂及其制备方法和应用
AU2007315541A1 (en) Flammable gas concentration device and flammable gas concentration method
CN104907045B (zh) 二氧化碳高效捕集材料
CN104941586B (zh) 一种改性介孔硅材料及其制备方法和应用
CN103894152A (zh) 一种中高温二氧化碳吸附剂及其制备方法
CN107042053A (zh) 间接换热变温吸附碳捕集技术的热力学碳泵循环构建方法
CN107497245A (zh) 一种提高浓缩倍数、降低能耗的低浓度voc处理工艺
CN106824069A (zh) 用于处理含砷废水的稀土掺杂铁炭材料的制备方法
CN112979977A (zh) 用于CO2捕集的双金属MOFs材料及制备方法和应用
CN104307468A (zh) 一种孔隙发达结实耐用的空调用活性炭滤料及其制备方法
Kang et al. Flue gas circulating sintering based on biomass fuel on reduction of NOx and SO2 emission
CN207342445U (zh) 一种间接换热变温吸附碳捕集系统
CN105903458A (zh) 一种钙基吸附剂的制备方法及应用
CN105777483A (zh) 一种高纯度八氟环丁烷的纯化方法及系统
TW201834731A (zh) 臭氧氣體的濃縮方法、以及臭氧氣體的濃縮裝置
CN208471537U (zh) 一种回收粗氩气再提纯装置
CN116673002A (zh) 一种CaO-椰衣生物炭复合材料及其制备方法与应用
CN110041969A (zh) 一种液氮洗尾气资源化利用的方法及装置
CN111375270A (zh) 一种含so2烟气的处理方法及装置
CN203315970U (zh) 从废气中回收有机溶剂的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180710