CN112973477A - 一种用于高温co2气体分离的sdc/lno-碳酸盐膜、膜反应器及其应用 - Google Patents

一种用于高温co2气体分离的sdc/lno-碳酸盐膜、膜反应器及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于高温CO2气体分离的SDC/LNO‑碳酸盐膜、膜反应器及其应用，涉及膜反应器制备技术领域，所述SDC/LNO‑碳酸盐膜通过以下方法制备：将Sm(NO3)3和Ce(NO3)3混合溶液滴加入草酸沉淀剂中得到SDC粉末；在La(NO3)3·5H2O和Ni(NO3)2·6H2O混合溶液中加入适量柠檬酸和乙二醇制备粘性凝胶，获得LNO粉末；将质量比为4:1的SDC与LNO球磨混合后加入溶有聚醚砜的N甲基二吡咯烷酮中搅拌至粘稠浆体进行纺丝、固化、煅烧，制备SDC/LNO‑碳酸盐膜支撑体；将膜支撑体加入熔融状态的碳酸锂和碳酸钠混合液中制备得到SDC/LNO‑碳酸盐膜。本发明制备的SDC/LNO‑碳酸盐膜支撑体孔径更加均匀、管壁薄，CO2渗透量更大且容易集成。

Description

一种用于高温CO2气体分离的SDC/LNO-碳酸盐膜、膜反应器及 其应用
技术领域
本发明涉及膜反应器制备技术领域，具体涉及一种用于高温CO2气体分离的SDC/LNO-碳酸盐膜、膜反应器及其应用。
背景技术
火力发电系统的燃煤发电过程、煤气化行业中煤气化制备合成气过程、水煤气变换制氢过程都会有大量CO2产生。此外，传统焦化行业产生的焦炉气中H2和甲烷的纯度分别为60%和25%左右。因H2的纯度不足而不能直接利用，H2通常会被直接回炉燃烧来供热，造成了能源的极大浪费。先进些的焦化厂会额外买进CO2作为碳源对H2进行重整甲烷化或制甲醇来利用。因此，如果可以将火电系统和煤气化行业的源头型CO2高效分离后直接加以利用，则会在减排的同时创造出经济价值，起到了联产联排、一举两得的效果。
目前，工业上分离CO2的方法是化学吸收（如醇胺法）或是物理吸收法（如甲醇），因吸收剂的庞大用量、操作工序和对设备的消耗等问题导致吸收法能耗大、成本高。此外，吸收法的操作温度通常较低（小于120 ℃）,这对于某些来自化工过程的高温混合气（如合成气）的后续高温高压合成工艺非常不利，因为，传统脱碳需在低温进行，而混合气的转化利用一般需要较高温度，这会导致待利用的高温混合气先降温再升温，从而消耗了大量的负载能。因此，如果可以在高温下直接进行CO2捕集，就可以避免能量的浪费。
目前，陶瓷-碳酸盐双相无机膜是唯一一种可以在高温区间（500-1000℃）内直接分离CO2的膜技术，但是现有的陶瓷-碳酸盐膜设备仅能实现CO2的分离，并不能实现分离后CO2的有效转化，且分离效果差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案之一为：
提供一种用于高温CO2气体分离的SDC/LNO-碳酸盐膜，所述SDC/LNO-碳酸盐膜通过以下方法制备而成：
S1：将一定质量的Sm(NO3)3和Ce(NO3)3混合溶液滴加入草酸沉淀剂中进行搅拌、静置老化，老化后的沉淀进行烘干、煅烧得到Ce0.8Sm0.2O1.9粉末，即SDC粉末；
S2：在一定质量比的La(NO3)3·5H2O和Ni(NO3)2·6H2O混合溶液中加入适量柠檬酸和乙二醇制备粘性凝胶，然后烘干、煅烧，获得LNO粉末；
S3：将质量比为4:1的SDC与LNO球磨混合；
S4：将SDC与LNO混合物加入溶有聚醚砜的N甲基二吡咯烷酮中搅拌至粘稠浆体进行纺丝、固化、煅烧，制备SDC/LNO-碳酸盐膜支撑体；
D5：将SDC/LNO-碳酸盐膜支撑体加入熔融状态的碳酸锂和碳酸钠混合液中制备得到SDC/LNO-碳酸盐膜。
进一步地，所述草酸沉淀剂是采用氨水调节草酸溶液的pH值为6.8制备而成。
更进一步地，所述柠檬酸、乙二醇与La、Ni离子之和的摩尔比为3:3:2。
本发明采用的技术方案之二为：一种本发明所述SDC/LNO-碳酸盐膜在分离高温混合气体中CO2中的应用。
本发明采用的技术方案之三为：一种本发明所述SDC/LNO-碳酸盐膜在制备CO2分离设备中的应用。
本发明采用的技术方案之四为：一种用于高温CO2气体分离的膜反应器，所述反应器包括本发明所述的SDC/LNO-碳酸盐膜和Ni/Al2O3催化剂，所述Ni/Al2O3催化剂的制备过程：将Ni(NO3)2水溶液等体积浸渍到活性氧化铝粉末上后进行烘干、煅烧，对煅烧后的固体加氢还原，得到Ni/Al2O3催化剂。
进一步地，所述膜反应器还包括管式反应器和石英管，所述管式反应器一端设置有第一进气口、第二进气口，另一端设置有排气口和取样口；所述SDC/LNO-碳酸盐膜设置在所述管式反应器内部，所述SDC/LNO-碳酸盐膜的一端通过所述石英管与所述第一进气口连接，另一端通过所述石英管与所述排气口连接；所述SDC/LNO-碳酸盐膜与所述管式反应器中间填充有Ni/Al2O3催化剂和石英砂混合物，所述Ni/Al2O3催化剂和石英砂的混合物通过石英棉进行固定。
本发明采用的技术方案之五为：一种本发明所述高温CO2气体分离膜反应器在分离高温混合气体中CO2中的应用。
进一步地，所述高温混合气体为来自电厂或煤气化厂的烟道气或合成气。
本发明的有益效果：
首先，本发明以N甲基二吡咯烷酮为溶剂，分散性更高，使制备的SDC/LNO-碳酸盐膜支撑体孔径更加均匀，另外本发明采用纺丝法制备的管状膜与片状膜相比，管壁薄，CO2渗透量更大且容易集成。
其次，本发明制备的Ni/Al2O3催化剂相比于含Ni的钙钛矿LCNO催化剂，更容易暴露出活性金属Ni，提高催化活性。
再次，本发明吹扫气体采用10%H2/He混合气，比采用纯He气吹扫CO2的渗透量高三倍左右。
最后，本发明制备的膜反应器不仅能够高效的分离高温混合气体中的CO2，还能将分离后的CO2还原为为CO，不仅降低了能耗，节省了设备成本，而且还避免了CO2直接排放带来的环境污染。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1 为本发明实施例的SDC粉末和LNO粉末的扫描电镜图，其中a为SDC粉末，b为LNO粉末；
图2 为本发明实施例的SDC/LNO-碳酸盐支撑体的外形图和SDC/LNO-碳酸盐支撑体的截面图；
图3为本发明实施例的SDC/LNO-碳酸盐膜反应器的结构示意图；
图4为本发明实施例的SDC/LNO-碳酸盐膜反应器渗透反应原理图；
图5为本发明实施例的膜反应器的CO2透量图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1 制备SDC和LNO粉体
第一步，采用草酸共沉淀法制备氧化钐掺杂氧化铈（Sm2O3 doped-CeO2，SDC）粉末，具体步骤如下：
S1：称取一定化学计量比的Sm(NO3)3和Ce(NO3)3，加入适量去离子水配置成Sm(NO3)3和Ce(NO3)3混合溶液，进行搅拌使溶液离子均匀混合；
S2：配制浓度约为0.1mol·L-1的草酸溶液，用氨水调节pH值至6.8，配制成草酸沉淀剂；
S3：将配置好的Sm(NO3)3和Ce(NO3)3混合溶液缓慢滴加到草酸沉淀剂中，滴加完毕后，进行搅拌、静置老化，将老化后的沉淀物进行烘干得到白色SDC前躯体；
S4：将SDC前躯体放入马弗炉中煅烧，煅烧后得到淡黄色Ce0.8Sm0.2O1.9 (SDC)粉末。
第二步，利用溶胶凝胶法制备LaNO3（LNO）钙钛矿材料，具体步骤如下：
S5：将一定化学计量比的金属硝酸盐La(NO3)3·5H2O和Ni(NO3)2·6H2O加入适量去离子水中进行溶解，形成混合溶液；
S6：将柠檬酸和乙二醇按照柠檬酸:乙二醇:金属离子为 3:3:2的摩尔比加入到步骤S5制备的混合溶液中，进行水浴加热和搅拌，得到粘性凝胶；
S7：将所述粘性凝胶干燥后，在800℃下煅烧得到LNO粉末；
S8：将SDC粉末和LNO粉末以质量比为4:3进行球磨混合，干燥备用，制备出的SDC粉末和LNO粉末的颗粒形貌如图1所示。
实施例2 SDC/LNO-碳酸盐中空纤维膜的制备
制备过程具体如下：
为了使制备的SDC/LNO-碳酸盐中空纤维膜更加均匀，本发明以N甲基二吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidinone，NMP)作为溶解有机模板物的试剂。
S1：将聚醚砜溶解于NMP中，加入适量实施例制备的SDC/LNO混合粉末，持续搅拌至稠状浆体；
S2:取两个不锈钢注射器，一个加入浆体，另一个加入NMP溶液，NMP溶液为NMP与去离子水体积比为1:1的混合液；
S3：将两个注射器同时与喷丝头连接，并将两个注射器内的浆料和NMP溶液同时推入喷丝头内，混合浆料通过喷丝头注入盛满自来水的水槽中，通过冷凝固化得到SDC/LNO-碳酸盐中空纤维膜前驱体，注射器的推速控制在10ml/min左右；
S4：这SDC/LNO-碳酸盐中空纤维膜前驱体烘干，在高温管式炉内1500 ℃煅烧6h，制备成SDC/LNO中空纤维膜支撑体；
S5：按摩尔比为52:48称取碳酸锂和碳酸钠进行混合，并烧至熔融态得到碳酸锂和碳酸钠混合熔体，将SDC/LNO中空纤维膜支撑体浸入碳酸锂和碳酸钠混合熔体中使碳酸锂和碳酸钠熔体浸注到SDC/LNO中空纤维膜支撑体的孔道内，形成了致密的SDC/LNO-碳酸盐中空纤维膜。制备出的SDC/LNO中空纤维膜支撑体如图2所示。
实施例3 催化剂制备
具体过程如下：
S1：制备Ni(NO3)2·6H2O水溶液；
S2：将Ni(NO3)2·6H2O水溶液按体积比为1:1浸渍到活性氧化铝粉末上，干燥箱烘干6h，800℃下煅烧2h；
S3：将步骤S2中煅烧后的固体采用固定床反应器加氢还原，还原后得到Ni/Al2O3催化剂。
实施例4 膜反应器
如图3和4所示，膜反应器包括管式反应器1、石英管2和SDC/LNO-碳酸盐膜7，所述管式反应器1一端设置有第一进气口3、第二进气口4，另一端设置有排气口5和取样口6；所述SDC/LNO-碳酸盐膜7设置在所述管式反应器1内部，所述SDC/LNO-碳酸盐膜7的一端通过所述石英管2与所述第一进气口3连接，另一端通过所述石英管2与所述排气口5连接；所述SDC/LNO-碳酸盐膜7与所述管式反应器1中间填充有Ni/Al2O3催化剂和石英砂混合物8，混合物中Ni/Al2O3催化剂和石英砂的体积比为1:1，所述Ni/Al2O3催化剂和石英砂混合物8通过石英棉进行固定。所述第一进气的连接管路上设置有三通阀11，第二进气口的连接管路上设置有流量计10，所述取样口6上设置有检测装置，例如气相色谱，可以随时对CO2分离后的混合气体中CO2的浓度进行检验。
还可以将连接第一进气口和排气扣的石英管2均分为两段，中介通过硅橡胶管9连接，可以对SDC/LNO-碳酸盐膜起到缓冲作用，降低SDC/LNO-碳酸盐膜破裂的风险。
膜反应器的工作过程为：
含有CO2的高温混合气体通过第一进气口3进入SDC/LNO-碳酸盐膜内部，H2/He混合气体通过第二进气口4对膜和催化剂进行吹扫，发生逆水煤气变换反应，将CO2转换为CO和水。其工作原理如图4所示，膜的两侧主要发生的渗透和催化反应可以用以下反应式表达：
供气侧：CO2 + O2-→CO3 2-
渗透侧：CO3 2-→CO2 + O2-
渗透侧的逆水煤气变换反应：CO2 + H2→CO + H2O
利用10%H2/He混合气渗透测吹扫，CO2的渗透通量为纯He气吹扫的3倍左右，如图5所示的是10%H2/He混合气渗透测吹扫时膜反应器的CO2的渗透通量。本发明主要可以针对来自电厂或煤气化厂的高温混合气体（如烟道气或合成气），通过SDC/LNO-碳酸盐中空纤维膜将混合气中的CO2分离，分离后的CO2在催化剂的作用下进行加氢反应，发生逆水煤气变换反应，CO2被重整为CO和水，CO可以被下游工艺进行合成利用。此过程中CO2渗透分离和催化转化反应是同步进行的，催化这一侧的逆水煤气变换反应消耗了透过的CO2，同时还能制备出有价值的化学产物，并且可以有效的降低渗透一侧CO2的浓度，进一步增加了膜两侧的CO2压力梯度，从而极大的促进了CO2的渗透。这样就形成了分离和转化的良性循环的膜反应器一体化技术。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于高温CO2气体分离的SDC/LNO-碳酸盐膜，其特征在于，所述SDC/LNO-碳酸盐膜通过以下方法制备而成：
S1：将Sm(NO3)3和Ce(NO3)3混合溶液滴加入草酸沉淀剂中进行搅拌、静置老化，老化后的沉淀进行烘干、煅烧得到Ce0.8Sm0.2O1.9粉末，即SDC粉末；
S2：在一定质量比的La(NO3)3·5H2O和Ni(NO3)2·6H2O混合溶液中加入适量柠檬酸和乙二醇制备粘性凝胶，然后烘干、煅烧，获得LNO粉末；
S3：将质量比为4:1的SDC与LNO球磨混合；
S4：将SDC与LNO混合物加入溶有聚醚砜的N甲基二吡咯烷酮中搅拌至粘稠浆体进行纺丝、固化、煅烧，制备SDC/LNO-碳酸盐膜支撑体；
D5：将SDC/LNO-碳酸盐膜支撑体加入熔融状态的碳酸锂和碳酸钠混合液中制备得到SDC/LNO-碳酸盐膜。
2.根据权利要求1所述的用于高温CO2气体分离的SDC/LNO-碳酸盐膜，其特征在于，所述草酸沉淀剂是采用氨水调节草酸溶液的pH值为6.8制备而成。
3.根据权利要求1所述的用于高温CO2气体分离的SDC/LNO-碳酸盐膜，其特征在于，所述柠檬酸、乙二醇与La、Ni离子之和的摩尔比为3:3:2。
4.一种权利要求1-3任一所述SDC/LNO-碳酸盐膜在分离高温混合气体中CO2中的应用。
5.一种权利要求1-3任一所述SDC/LNO-碳酸盐膜在制备CO2分离设备中的应用。
6.一种用于高温CO2气体分离的膜反应器，其特征在于，所述反应器包括权利1所述的SDC/LNO-碳酸盐膜和Ni/Al2O3催化剂，所述Ni/Al2O3催化剂的制备过程为：Ni(NO3)2水溶液等体积浸渍到活性氧化铝粉末上后进行烘干、煅烧，对煅烧后的固体加氢还原，得到Ni/Al2O3催化剂。
7.根据权利要求1所述的用于高温CO2气体分离的膜反应器，其特征在于，所述膜反应器还包括管式反应器（1）和石英管（2），所述管式反应器（1）一端设置有第一进气口（3）、第二进气口（4），另一端设置有排气口（5）和取样口（6）；所述SDC/LNO-碳酸盐膜（7）设置在所述管式反应器（1）内部，所述SDC/LNO-碳酸盐膜（7）的一端通过所述石英管（2）与所述第一进气口（3）连接，另一端通过所述石英管（2）与所述排气口（5）连接；所述SDC/LNO-碳酸盐膜（7）与所述管式反应器（1）中间填充有Ni/Al2O3催化剂和石英砂混合物（8），所述Ni/Al2O3催化剂和石英砂的混合物（8）通过石英棉进行固定。
8.一种权利要求6或7所述高温CO2气体分离膜反应器在分离高温混合气体中CO2中的应用。
9.根据权利要求8所述应用，其特征在于，所述高温混合气体为来自电厂或煤气化厂的烟道气或合成气。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6793711B1 (en) * 1999-12-07 2004-09-21 Eltron Research, Inc. Mixed conducting membrane for carbon dioxide separation and partial oxidation reactions
CN102489179A (zh) * 2011-12-20 2012-06-13 天津工业大学 一种可用于高温co2气体分离的lscf/碳酸盐双相膜的制备方法
CN106669437A (zh) * 2017-01-16 2017-05-17 中国矿业大学(北京) 一种新型高效双相co2电化学分离膜制备方法
CN107008159A (zh) * 2017-05-16 2017-08-04 景德镇陶瓷大学 一种原位合成碳酸根离子‑电子混合导体双相膜的制备方法及其制得的产品
CN108355668A (zh) * 2018-03-09 2018-08-03 壹碳环投(北京)科技有限公司 一种甲烷化催化剂及其制备方法和应用
WO2018237336A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Lawrence Livermore National Security, Llc POROUS CERAMIC STRUCTURE AND SORBENT SOLUTION FOR CAPTURE OF CARBON DIOXIDE
WO2020260447A1 (en) * 2019-06-25 2020-12-30 Basf Se Improved film for selective extraction of metals

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6793711B1 (en) * 1999-12-07 2004-09-21 Eltron Research, Inc. Mixed conducting membrane for carbon dioxide separation and partial oxidation reactions
CN102489179A (zh) * 2011-12-20 2012-06-13 天津工业大学 一种可用于高温co2气体分离的lscf/碳酸盐双相膜的制备方法
CN106669437A (zh) * 2017-01-16 2017-05-17 中国矿业大学(北京) 一种新型高效双相co2电化学分离膜制备方法
CN107008159A (zh) * 2017-05-16 2017-08-04 景德镇陶瓷大学 一种原位合成碳酸根离子‑电子混合导体双相膜的制备方法及其制得的产品
WO2018237336A1 (en) * 2017-06-23 2018-12-27 Lawrence Livermore National Security, Llc POROUS CERAMIC STRUCTURE AND SORBENT SOLUTION FOR CAPTURE OF CARBON DIOXIDE
CN108355668A (zh) * 2018-03-09 2018-08-03 壹碳环投(北京)科技有限公司 一种甲烷化催化剂及其制备方法和应用
WO2020260447A1 (en) * 2019-06-25 2020-12-30 Basf Se Improved film for selective extraction of metals

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TIANJIA CHEN等: "Coupling CO2 separation with catalytic reverse water-gas shift reaction via ceramic-carbonate dual-phase membrane reactor", 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》 *
TIANJIA CHEN等: "High CO2 permeability of ceramic-carbonate dual-phase hollow fiber membrane at medium-high temperature", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》 *

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