CN114405227A - 一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法 - Google Patents

一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114405227A
CN114405227A CN202210087934.8A CN202210087934A CN114405227A CN 114405227 A CN114405227 A CN 114405227A CN 202210087934 A CN202210087934 A CN 202210087934A CN 114405227 A CN114405227 A CN 114405227A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
carbon dioxide
adsorption
tail
parts
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.)
Granted
Application number
CN202210087934.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114405227B (zh
Inventor
盛顺利
张友娣
舒凤丹
张捷
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.)
Zhejiang Hongshi Environmental Protection Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Hongshi Environmental Protection Co ltd
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 Zhejiang Hongshi Environmental Protection Co ltd filed Critical Zhejiang Hongshi Environmental Protection Co ltd
Priority to CN202210087934.8A priority Critical patent/CN114405227B/zh
Publication of CN114405227A publication Critical patent/CN114405227A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114405227B publication Critical patent/CN114405227B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • B01D53/04—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 with stationary adsorbents
    • 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/62—Carbon oxides
    • 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/81—Solid phase processes
    • B01D53/82—Solid phase processes with stationary reactants
    • 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
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/041—Oxides or hydroxides
    • 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
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
    • 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
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/602—Oxides
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases
    • 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明涉及烟气处理领域，本发明公开了一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，包括：固定床反应器装填，尾气的除杂，高温吸附减排处理和脱吸附回收处理等步骤；本发明的吸附减排二氧化碳的方法相比较于现有技术具有易于处理、没有溶剂损耗、能耗低、对环境污染小、工艺相对简单、运行成本较低等优点。特别对于本发明采用的高温二氧化碳吸附剂，高温气体无须经过冷却工艺，使用高温固体吸附剂直接吸附二氧化碳，这样可以避免大量的能量损失，节省资源，降低成本；本发明使用的吸附剂具有吸附量大，吸附剂易回收处理、循环效果好，不腐蚀设备、能耗低等优点。

Description

一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法
技术领域
本发明涉及烟气处理领域，尤其是一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法。
背景技术
近年来，工业发展所带来的全球环境变化问题日益严重。其中以二氧化碳为代表的温室气体过量排放所带来的冰山融化、海平面上升和厄尔尼诺等温室效应影响，变得更加突出，气候灾害频发；许多科技人员和工矿企业，提出了各自的二氧化碳减排的方法。
CN112516614A公开了一种动力装置烟气二氧化碳减排系统，主要包括第一预冷器、第二预冷器、凝华换热器、气液分离器、节流膨胀阀。本发明通过二氧化碳低温凝华相变原理实现烟气中二氧化碳的捕集，并将所捕集到的固态二氧化碳应用于二氧化碳气固两相制冷循环，利用固态二氧化碳升华相变潜热进行二氧化碳低温凝华捕集前预冷，从而实现低能耗二氧化碳凝华捕集。通过气液分离器分别得到气态和液态二氧化碳，气态二氧化碳用于与低温凝华捕集得到的固态二氧化碳混合形成气固两相制冷循环工质，液态二氧化碳通过增压泵提升压力后送往输运与储存环节。
CN105561738A公开了一种吸附和吸收联用二氧化碳吸收剂的制备方法，属于吸收剂制备技术领域。本发明将制得的聚合微球和沸石原料复配后放入马弗炉中，烧除聚合微球，制得空心沸石分子筛，对其表面酯化接枝聚丙烯酸后，酰胺化反应胺基改性，从而得到吸附和吸收联用二氧化碳吸收剂的制备方法。实例证明，本发明操作简便，无需庞大设备，且在制备的过程中无任何腐蚀情况产生，利用吸附法和吸收法联用，提高二氧化碳回收率，降低吸收的负荷，降低可吸附过程中尾气浓度的要求，从而节约能耗，具有耐氧性好、去除率高的特点。
CN101745285B公开了一种吸附去除大气中二氧化碳的方法，以胺基树脂为吸附剂，去除大气中的二氧化碳。具体包括以下步骤：1)合成胺基树脂；2)以胺基树脂为吸附剂，对大气中的二氧化碳进行吸附。本发明采用吸附法去除大气中的二氧化碳，操作简单，材料易得，去除效果明显，吸附剂易再生、重复使用。本发明用于去除大气中的二氧化碳，具有良好的环境效益。
水泥生产是耗能巨大的产业，为了达到节能减排和碳中和的目的，对于水泥窑窑尾二氧化碳的减排方案得到了技术人员的重视。以上方法对于温度较高的水泥窑尾气尚不具备工业化价值，必须找到适合水泥窑的碳减排方案。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法。
一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其方案为：
步骤一、固定床反应器装填，将成型好的二氧化碳吸附剂装填至固定床反应器中，所述的二氧化碳吸附剂为一种改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂；
步骤二、尾气的除杂：尾气经过旋风分离器，去除固体粉尘；
步骤三、高温吸附减排处理：高温烟气不经降温直接进入固定床反应器中，首先在600-750℃下活化处理30-60min，然后开始吸附反应，吸附温度为500-750℃，反应压力为3-14bar；
步骤四、脱吸附回收处理：将吸附饱和的固定床反应器中的二氧化碳吸附剂置于850-1000℃的温度下煅烧1-4h，即可完成回收利用。
步骤1：进一步的，所述的改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂按照以下方法制备：
按照质量份数，将1.6-2.8份的成型辅助剂加入到300-500份的水中，搅拌混合均匀后将100-160份的碳酸钙粉末加入其中，并搅拌均匀，然后将物料转移入高压反应釜中，然后在120-180℃下水热反应5-10h后过滤，将得到的粉末分散于200-300份的质量份数为1％-5％的三羟基丙酸的水溶液中，控温35-45℃，浸泡30-60min，然后过滤后将得到的粉末分散于200-300份的质量份数为2％-7％的硝酸铝的水溶液中10-30min，完成后加入10-18份的水滑石纳米材料，搅拌混合均匀后过滤分离，并在80-100℃干燥后进入煅烧炉中程序升温至850-900℃，保温煅烧6-9h后停止加热，待其自然冷却至室温出料，得到耐高温氧化钙；
步骤2：在反应釜加入50-100份耐高温氧化钙，300-500份含氢硅油(CAS：63148-57-2)，升温至50-60℃，通入氮气；机械搅拌反应20-60min,过滤除去硅油，固体产物再加入0.5-1.5份质量百分比含量为5-10％的氯铂酸异丙醇溶液，2.2-5.8份混合单体，300-500份甲苯，混合均匀后，控温60-70℃，反应3-10h，过滤，乙醇洗涤，固体产物于真空干燥箱中干燥，得到改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂。
所述的混合单体为二甲基二烯丙基氯化铵,2-丙烯硼酸,丙烯酸铁的混合物，3种单体的物质的量之比为15-30:2-8:1-5。
进一步的，所述的成型辅助剂为油酸或油胺或十二胺。
进一步的，所述的水滑石纳米材料为镁铝水滑石纳米材料或锌铝水滑石纳米材料。
进一步的，所述的煅烧炉中程序升温速率为5-15℃/min。
反应机理为：
本发明对水泥窑窑尾气进行除尘处理，防止固体颗粒堵塞吸附剂，影响吸附剂的吸附效果；另外，本发明是利用碳酸钙粉末在表面活性剂和成型辅助剂的高温水热条件下，得到具有介孔的碳酸钙微米粒子结构，然后用三羟基丙酸接枝其表面，方便高温条件下氧化铝在氧化钙表面的形成，有利于形成稳固的氧化钙微米粒子结构；本发明含在结构中添加了呈片状结构的水滑石作为支撑，其片层类似正六边形，两者的立体结构具有一定的空间体积，用作支撑材料时该结构便于将氧化钙颗粒隔开，从而防止其团聚烧结，得到了一种改性耐高温氧化钙二氧化碳。
二甲基二烯丙基氯化铵,2-丙烯硼酸,丙烯酸铁与耐高温氧化钙表面的含氢硅油发生硅氢加成反应，提高了对二氧化碳的吸附能力。
技术效果为：
本发明的吸附减排二氧化碳的方法相比较于现有技术具有易于处理、没有溶剂损耗、能耗低、对环境污染小、工艺相对简单、运行成本较低等优点。特别对于本发明采用的高温二氧化碳吸附剂，高温气体无须经过冷却工艺，使用高温固体吸附剂直接吸附二氧化碳，这样可以避免大量的能量损失，节省资源，降低成本；本发明使用的吸附剂具有吸附量大，吸附剂易回收处理、循环效果好，不腐蚀设备、能耗低等优点。
具体实施方式
CO2吸附性能分析
材料的CO2吸附量通过TGA测试得到。样品测试前须先经高温活化，此步骤在马弗炉中进行，锻烧温度为750℃，时间为5h。锻烧完毕后待温度降至室温后称取10mg样品转入TGA在氮气中升温至750℃以消除空气中水分与CO2的影响，氮气流量为60mL/min，该温度保持1h,温度降至吸附温度后切换高纯CO2开始吸附测试，CO2流量为20mL/min。
CO2循环吸附性能分析
样品的CO2吸脱附循环测试采用TA仪器公司的Q50型热重分析仪(TGA)。测定前，称取约10mg样品，样品在纯净N2条件下，温度从室温升至700℃，升温速率为10℃/min，并在N2条件下维持1h。随后转换为CO2气体，通气时间随吸附剂不同而变化，通常为1h，气体流量为40mL/min。随后在相同温度下转换为N2，通气时间为脱附所需时间，随吸附材料不同而变化，气体流量仍为40mL/min。重复以上步骤20次，完成吸附材料的CO2吸附一脱附循环测试。
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
实施例1
一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其方案为：
步骤一、固定床反应器装填，将成型好的二氧化碳吸附剂装填至固定床反应器中，所述的二氧化碳吸附剂为一种改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂；
步骤二、尾气的除杂：尾气经过旋风分离器，去除固体粉尘；
步骤三、高温吸附减排处理：高温烟气不经降温直接进入固定床反应器中，首先在600℃下活化处理30min，然后开始吸附反应，吸附温度为500℃，反应压力为3bar；
步骤四、脱吸附回收处理：将吸附饱和的固定床反应器中的二氧化碳吸附剂置于850℃的温度下煅烧1h，即可完成回收利用。
所述的改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂按照以下方法制备：
步骤1：将1.6kg的成型辅助剂加入到300kg的水中，搅拌混合均匀后将100kg的碳酸钙粉末加入其中，并搅拌均匀，然后将物料转移入高压反应釜中，然后在120℃下水热反应5h后过滤，将得到的粉末分散于200kg的1％的三羟基丙酸的水溶液中，控温35℃，浸泡30min，然后过滤后将得到的粉末分散于200kg的2％的硝酸铝的水溶液中10min，完成后加入10kg的水滑石纳米材料，搅拌混合均匀后过滤分离，并在80℃干燥后进入煅烧炉中程序升温至850℃，保温煅烧6h后停止加热，待其自然冷却至室温出料，得到耐高温氧化钙；
步骤2：在反应釜加入50kg耐高温氧化钙，300kg含氢硅油(CAS：63148-57-2)，升温至50℃，通入氮气；机械搅拌反应20min,过滤除去硅油，固体产物再加入0.5kg质量百分比含量为5％的氯铂酸异丙醇溶液，2.2kg混合单体，300kg甲苯，混合均匀后，控温60℃，反应3h，过滤，乙醇洗涤，固体产物于真空干燥箱中干燥，得到改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂。
所述的混合单体为二甲基二烯丙基氯化铵,2-丙烯硼酸,丙烯酸铁的混合物，3种单体的物质的量之比为15:2:1。
进一步的，所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。
进一步的，所述的成型辅助剂为油酸。
进一步的，所述的水滑石纳米材料为镁铝水滑石纳米材料。
进一步的，所述的煅烧炉中程序升温速率为5℃/min。
实施例2
一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其方案为：
步骤一、固定床反应器装填，将成型好的二氧化碳吸附剂装填至固定床反应器中，所述的二氧化碳吸附剂为一种改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂；
步骤二、尾气的除杂：尾气经过旋风分离器，去除固体粉尘；
步骤三、高温吸附减排处理：高温烟气不经降温直接进入固定床反应器中，首先在700℃下活化处理40min，然后开始吸附反应，吸附温度为650℃，反应压力为4bar；
步骤四、脱吸附回收处理：将吸附饱和的固定床反应器中的二氧化碳吸附剂置于900℃的温度下煅烧2h，即可完成回收利用。
所述的改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂按照以下方法制备：
步骤1：将2.2kg的成型辅助剂加入到400kg的水中，搅拌混合均匀后将130kg的碳酸钙粉末加入其中，并搅拌均匀，然后将物料转移入高压反应釜中，然后在150℃下水热反应8h后过滤，将得到的粉末分散于250kg的3％的三羟基丙酸的水溶液中，控温40℃，浸泡45min，然后过滤后将得到的粉末分散于250kg的5％的硝酸铝的水溶液中20min，完成后加入14kg的水滑石纳米材料，搅拌混合均匀后过滤分离，并在90℃干燥后进入煅烧炉中程序升温至875℃，保温煅烧8h后停止加热，待其自然冷却至室温出料，得到耐高温氧化钙；
步骤2：在反应釜加入75kg耐高温氧化钙，400kg含氢硅油(CAS：63148-57-2)，升温至55℃，通入氮气；机械搅拌反应40min,过滤除去硅油，固体产物再加入1kg质量百分比含量为8％的氯铂酸异丙醇溶液，4kg混合单体，400kg甲苯，混合均匀后，控温65℃，反应7h，过滤，乙醇洗涤，固体产物于真空干燥箱中干燥，得到改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂。
所述的混合单体为二甲基二烯丙基氯化铵,2-丙烯硼酸,丙烯酸铁的混合物，3种单体的物质的量之比为15-30:2-8:1-5。
进一步的，所述的成型辅助剂为油胺。
进一步的，所述的水滑石纳米材料为锌铝水滑石纳米材料。
进一步的，所述的煅烧炉中程序升温速率为10℃/min。
实施例3
一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其方案为：
步骤一、固定床反应器装填，将成型好的二氧化碳吸附剂装填至固定床反应器中，所述的二氧化碳吸附剂为一种改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂；
步骤二、尾气的除杂：尾气经过旋风分离器，去除固体粉尘；
步骤三、高温吸附减排处理：高温烟气不经降温直接进入固定床反应器中，首先在750℃下活化处理60min，然后开始吸附反应，吸附温度为750℃，反应压力为5bar；
步骤四、脱吸附回收处理：将吸附饱和的固定床反应器中的二氧化碳吸附剂置于1000℃的温度下煅烧4h，即可完成回收利用。
所述的改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂按照以下方法制备：
步骤1：将2.8kg的成型辅助剂加入到500kg的水中，搅拌混合均匀后将160kg的碳酸钙粉末加入其中，并搅拌均匀，然后将物料转移入高压反应釜中，然后在180℃下水热反应10h后过滤，将得到的粉末分散于300kg的5％的三羟基丙酸的水溶液中，控温45℃，浸泡60min，然后过滤后将得到的粉末分散于300kg的7％的硝酸铝的水溶液中30min，完成后加入18kg的水滑石纳米材料，搅拌混合均匀后过滤分离，并在100℃干燥后进入煅烧炉中程序升温至900℃，保温煅烧9h后停止加热，待其自然冷却至室温出料，得到耐高温氧化钙；
步骤2：在反应釜加入100kg耐高温氧化钙，500kg含氢硅油(CAS：63148-57-2)，升温至60℃，通入氮气；机械搅拌反应60min,过滤除去硅油，固体产物再加入1.5kg质量百分比含量为10％的氯铂酸异丙醇溶液，5.8kg混合单体，500kg甲苯，混合均匀后，控温70℃，反应10h，过滤，乙醇洗涤，固体产物于真空干燥箱中干燥，得到改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂。
所述的混合单体为二甲基二烯丙基氯化铵,2-丙烯硼酸,丙烯酸铁的混合物，3种单体的物质的量之比为15-30:2-8:1-5。
进一步的，所述的成型辅助剂为十二胺。
进一步的，所述的水滑石纳米材料为镁铝水滑石纳米材料。
进一步的，所述的煅烧炉中程序升温速率为15℃/min。
对比例1
一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其方案为：
步骤一、固定床反应器装填，将成型好的二氧化碳吸附剂装填至固定床反应器中，所述的二氧化碳吸附剂为一种改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂；
步骤二、尾气的除杂：尾气经过旋风分离器，去除固体粉尘；
步骤三、高温吸附减排处理：高温烟气不经降温直接进入固定床反应器中，首先在600℃下活化处理30min，然后开始吸附反应，吸附温度为500℃，反应压力为3bar；
步骤四、脱吸附回收处理：将吸附饱和的固定床反应器中的二氧化碳吸附剂置于850℃的温度下煅烧1h，即可完成回收利用。
所述的改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂按照以下方法制备：
将1.6kg的成型辅助剂加入到300kg的水中，搅拌混合均匀后将100kg的碳酸钙粉末加入其中，并搅拌均匀，然后将物料转移入高压反应釜中，然后在120℃下水热反应5h后过滤，将得到的粉末分散于200kg的1％的三羟基丙酸的水溶液中，控温35℃，浸泡30min，然后过滤后将得到的粉末分散于200kg的2％的硝酸铝的水溶液中10min，完成后加入10kg的水滑石纳米材料，搅拌混合均匀后过滤分离，并在80℃干燥后进入煅烧炉中程序升温至850℃，保温煅烧6h后停止加热，待其自然冷却至室温出料，得到改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂；
进一步的，所述的成型辅助剂为油酸。
进一步的，所述的水滑石纳米材料为镁铝水滑石纳米材料。
进一步的，所述的煅烧炉中程序升温速率为5℃/min。
对比例2
一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其方案为：
步骤一、固定床反应器装填，将成型好的二氧化碳吸附剂装填至固定床反应器中，所述的二氧化碳吸附剂为一种改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂；
步骤二、尾气的除杂：尾气经过旋风分离器，去除固体粉尘；
步骤三、高温吸附减排处理：高温烟气不经降温直接进入固定床反应器中，首先在600℃下活化处理30min，然后开始吸附反应，吸附温度为500℃，反应压力为3bar；
步骤四、脱吸附回收处理：将吸附饱和的固定床反应器中的二氧化碳吸附剂置于850℃的温度下煅烧1h，即可完成回收利用。
所述的改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂按照以下方法制备：
步骤1：将1.6kg的成型辅助剂加入到300kg的水中，搅拌混合均匀后将100kg的碳酸钙粉末加入其中，并搅拌均匀，然后将物料转移入高压反应釜中，然后在120℃下水热反应5h后过滤，将得到的粉末分散于200kg的1％的三羟基丙酸的水溶液中，控温35℃，浸泡30min，然后过滤后将得到的粉末分散于200kg的2％的硝酸铝的水溶液中10min，完成后加入10kg的水滑石纳米材料，搅拌混合均匀后过滤分离，并在80℃干燥后进入煅烧炉中程序升温至850℃，保温煅烧6h后停止加热，待其自然冷却至室温出料，得到耐高温氧化钙；
步骤2：在反应釜加入50kg耐高温氧化钙，300kg含氢硅油(CAS：63148-57-2)，升温至50℃，通入氮气；机械搅拌反应20min,过滤除去硅油，固体产物再加入0.5kg质量百分比含量为5％的氯铂酸异丙醇溶液，2.2kg单体，300kg甲苯，混合均匀后，控温60℃，反应3h，过滤，乙醇洗涤，固体产物于真空干燥箱中干燥，得到改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂。
所述的单体为二甲基二烯丙基氯化铵。
进一步的，所述的成型辅助剂为油酸。
进一步的，所述的水滑石纳米材料为镁铝水滑石纳米材料。
进一步的，所述的煅烧炉中程序升温速率为5℃/min。
对比例3
一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其方案为：
步骤一、固定床反应器装填，将成型好的二氧化碳吸附剂装填至固定床反应器中，所述的二氧化碳吸附剂为一种改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂；
步骤二、尾气的除杂：尾气经过旋风分离器，去除固体粉尘；
步骤三、高温吸附减排处理：高温烟气不经降温直接进入固定床反应器中，首先在600℃下活化处理30min，然后开始吸附反应，吸附温度为500℃，反应压力为3bar；
步骤四、脱吸附回收处理：将吸附饱和的固定床反应器中的二氧化碳吸附剂置于850℃的温度下煅烧1h，即可完成回收利用。
所述的改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂按照以下方法制备：
步骤1：将1.6kg的成型辅助剂加入到300kg的水中，搅拌混合均匀后将100kg的碳酸钙粉末加入其中，并搅拌均匀，然后将物料转移入高压反应釜中，然后在120℃下水热反应5h后过滤，将得到的粉末分散于200kg的1％的三羟基丙酸的水溶液中，控温35℃，浸泡30min，然后过滤后将得到的粉末分散于200kg的2％的硝酸铝的水溶液中10min，完成后加入10kg的水滑石纳米材料，搅拌混合均匀后过滤分离，并在80℃干燥后进入煅烧炉中程序升温至850℃，保温煅烧6h后停止加热，待其自然冷却至室温出料，得到耐高温氧化钙；
步骤2：在反应釜加入50kg耐高温氧化钙，300kg含氢硅油(CAS：63148-57-2)，升温至50℃，通入氮气；机械搅拌反应20min,过滤除去硅油，固体产物再加入0.5kg质量百分比含量为5％的氯铂酸异丙醇溶液，2.2kg混合单体，300kg甲苯，混合均匀后，控温60℃，反应3h，过滤，乙醇洗涤，固体产物于真空干燥箱中干燥，得到改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂。
所述的混合单体为2-丙烯硼酸,丙烯酸铁的混合物，3种单体的物质的量之比为2:1。
进一步的，所述的成型辅助剂为油酸。
进一步的，所述的煅烧炉中程序升温速率为5℃/min。
其测试结果如下表所示(纯氧化钙的理论值17.8mmol/g)：
CO<sub>2</sub>吸附量(mmol/g) 20次循环后CO<sub>2</sub>吸附量(mmol/g)
实施例1 16.37 14.63
实施例2 16.71 14.82
实施例3 16.97 15.27
对比例1 8.76 6.47
对比例2 16.31 9.18
对比例3 16.27 10.47
本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。

Claims (6)

1.一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其方案为：
步骤一、固定床反应器装填，将成型好的二氧化碳吸附剂装填至固定床反应器中，所述的二氧化碳吸附剂为一种改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂；
步骤二、尾气的除杂：尾气经过旋风分离器，去除固体粉尘；
步骤三、高温吸附减排处理：高温烟气不经降温直接进入固定床反应器中，首先在600-750℃下活化处理30-60min，然后开始吸附反应，吸附温度为500-750℃，反应压力为3-14bar；
步骤四、脱吸附回收处理：将吸附饱和的固定床反应器中的二氧化碳吸附剂置于850-1000℃的温度下煅烧1-4h，即可完成回收利用。
2.根据权利要求1所述的一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其特征在于：所述的改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂按照以下方法制备：
按照质量份数，将1.6-2.8份的成型辅助剂加入到300-500份的水中，搅拌混合均匀后将100-160份的碳酸钙粉末加入其中，并搅拌均匀，然后将物料转移入高压反应釜中，然后在120-180℃下水热反应5-10h后过滤，将得到的粉末分散于200-300份的质量份数为1％-5％的三羟基丙酸的水溶液中，控温35-45℃，浸泡30-60min，然后过滤后将得到的粉末分散于200-300份的质量份数为2％-7％的硝酸铝的水溶液中10-30min，完成后加入10-18份的水滑石纳米材料，搅拌混合均匀后过滤分离，并在80-100℃干燥后进入煅烧炉中程序升温至850-900℃，保温煅烧6-9h后停止加热，待其自然冷却至室温出料，得到耐高温氧化钙；
步骤2：在反应釜加入50-100份耐高温氧化钙，300-500份含氢硅油(CAS：63148-57-2)，升温至50-60℃，通入氮气；机械搅拌反应20-60min,过滤除去硅油，固体产物再加入0.5-1.5份质量百分比含量为5-10％的氯铂酸异丙醇溶液，2.2-5.8份混合单体，300-500份甲苯，混合均匀后，控温60-70℃，反应3-10h，过滤，乙醇洗涤，固体产物于真空干燥箱中干燥，得到改性耐高温氧化钙二氧化碳吸附剂。
3.根据权利要求2所述的一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其特征在于：进一步的，所述的成型辅助剂为油酸或油胺或十二胺。
4.根据权利要求2所述的一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其特征在于：进一步的，所述的水滑石纳米材料为镁铝水滑石纳米材料或锌铝水滑石纳米材料。
5.根据权利要求2所述的一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其特征在于：进一步的，所述的煅烧炉中程序升温速率为5-15℃/min。
6.根据权利要求2所述的一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法，其特征在于：进一步的，所述的混合单体为二甲基二烯丙基氯化铵,2-丙烯硼酸,丙烯酸铁的混合物，3种单体的物质的量之比为15-30:2-8:1-5。
CN202210087934.8A 2022-01-25 2022-01-25 一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法 Active CN114405227B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210087934.8A CN114405227B (zh) 2022-01-25 2022-01-25 一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210087934.8A CN114405227B (zh) 2022-01-25 2022-01-25 一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114405227A true CN114405227A (zh) 2022-04-29
CN114405227B CN114405227B (zh) 2023-01-13

Family

ID=81277697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210087934.8A Active CN114405227B (zh) 2022-01-25 2022-01-25 一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114405227B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115178075A (zh) * 2022-07-20 2022-10-14 合肥中亚环保科技有限公司 一种脱除小窑炉烟气中二氧化碳的工艺系统
CN115401060A (zh) * 2022-08-24 2022-11-29 浙江红狮环保股份有限公司 一种有机危废去除氯含量的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10130009A (ja) * 1996-10-24 1998-05-19 Nippon Sanso Kk 炭酸ガスの精製方法及び装置
CN106179172A (zh) * 2016-07-20 2016-12-07 周荣 一种改性氧化钙基高温二氧化碳吸附剂的制备方法
CN106752100A (zh) * 2016-10-21 2017-05-31 青阳县金山粉业有限公司 一种复合碱木质素聚氧乙烯醚活性剂改性的形貌可控纳米碳酸钙粉体及其制备方法
CN110227408A (zh) * 2018-03-06 2019-09-13 黄华丽 一种二氧化碳吸附剂的制备及其净化方法和装置
US20210237031A1 (en) * 2020-02-05 2021-08-05 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Aminated siliceous adsorbent from rice husk ash and a method of capturing carbon dioxide

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10130009A (ja) * 1996-10-24 1998-05-19 Nippon Sanso Kk 炭酸ガスの精製方法及び装置
CN106179172A (zh) * 2016-07-20 2016-12-07 周荣 一种改性氧化钙基高温二氧化碳吸附剂的制备方法
CN106752100A (zh) * 2016-10-21 2017-05-31 青阳县金山粉业有限公司 一种复合碱木质素聚氧乙烯醚活性剂改性的形貌可控纳米碳酸钙粉体及其制备方法
CN110227408A (zh) * 2018-03-06 2019-09-13 黄华丽 一种二氧化碳吸附剂的制备及其净化方法和装置
US20210237031A1 (en) * 2020-02-05 2021-08-05 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Aminated siliceous adsorbent from rice husk ash and a method of capturing carbon dioxide

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115178075A (zh) * 2022-07-20 2022-10-14 合肥中亚环保科技有限公司 一种脱除小窑炉烟气中二氧化碳的工艺系统
CN115401060A (zh) * 2022-08-24 2022-11-29 浙江红狮环保股份有限公司 一种有机危废去除氯含量的方法
CN115401060B (zh) * 2022-08-24 2023-11-14 浙江红狮环保股份有限公司 一种有机危废去除氯含量的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114405227B (zh) 2023-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114405227B (zh) 一种吸附法减少水泥窑窑尾二氧化碳的方法
Obermeier et al. Material development and assessment of an energy storage concept based on the CaO-looping process
US6514317B2 (en) Method for purifying hydrogen-based gas mixture
CN113231009B (zh) 一种氨气吸附剂及其制备方法
CN112058226B (zh) 一种有机硅-活性炭改性复合材料及其制备方法
US20240033707A1 (en) Solid amine adsorbent of co2 and method for preparing same
CN103657582A (zh) 一种改进型氧化钙基co2吸附剂及其制备方法
CN114797752A (zh) 一种二氧化碳吸附剂及其制备方法
CN111729643A (zh) 用于分离甲烷/二氧化碳的改性椰壳基吸附剂及制备方法
CN114225910B (zh) 一种具有NO吸附分离性能的胺基化改性Co-MOFs材料
CN104971690A (zh) 一种以造纸白泥制备高温co2钙基吸附剂的方法
CN109529909B (zh) 粉煤灰基脱硝催化剂及其制备方法和脱硝的方法
CN111375274B (zh) 一种含so2气体的处理方法及装置
CN111375270B (zh) 一种含so2烟气的处理方法及装置
CN115196590B (zh) 高炉煤气碳捕集联产氢气的工艺
CN114702332B (zh) 一种赤泥陶瓷球载氧体及其制备方法与应用
CN109482225B (zh) 粉煤灰基脱硝催化剂及其制备方法和脱硝的方法
Cai et al. Efficient carbon dioxide adsorption properties of cellular structure Li4SiO4 sorbents prepared by additive manufacturing based on polymer-derived ceramics strategy
CN110496594B (zh) 一种高分离系数一氧化碳吸附剂的制备方法及吸附剂
CN114160104A (zh) 一种窑炉烟气co2捕集与利用耦合材料及其应用
CN109482223B (zh) 粉煤灰基脱硝催化剂及其制备方法和脱硝的方法
JP2022153182A (ja) ナトリウムフェライト粒子粉末及びその製造方法
CN104174353B (zh) 一种同时脱除co2和so2钙基吸附剂及其改性方法和应用
CN114433037B (zh) M41s介孔材料吸附剂的制备方法及m41s介孔材料吸附剂和应用
CN116422289B (zh) 一种从炼厂气中脱除n2的分子筛及其制备方法和应用

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant