CN114870587B - 一种工业烟气二氧化碳捕集剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种工业烟气二氧化碳捕集剂及其制备方法，捕集剂包括以下重量份的原料：水80~200份；醇胺溶剂30~90份；缓释调节剂21~45份；缓释调节剂包括保护剂、载体和石蜡，保护剂、载体和石蜡的重量比为（7~15）：（8~24）：6；保护剂包括氧化钙和硝酸铵，氧化钙和硝酸铵的重量比为（2~10）：5；氧化钙和硝酸铵负载在载体上，石蜡包裹负载有氧化钙和硝酸铵的载体。一种工业烟气二氧化碳捕集剂的制备方法包括：S1、制备混合液；S2、制备缓释颗粒；S3、制备缓释调节剂；S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。本申请具有减小醇胺类物质的降解对捕集剂捕集效率的不良影响的效果。
Description
技术领域
本申请涉及二氧化碳捕获技术的领域，尤其是涉及一种工业烟气二氧化碳捕集剂及其制备方法。
背景技术
二氧化碳捕获技术是去除气流中的二氧化碳或者分离出二氧化碳作为气体产物的技术，用于从烟气或尾气中将二氧化碳分离出来。二氧化碳捕获技术可以分为化学吸收、物理吸收、物理吸附、膜分离、深冷分离等若干类别。
醇胺类溶剂吸收法作为化学吸收法的一种，是应用最为广泛的二氧化碳捕获方法。醇胺类溶剂吸收法吸收效率高，处理能力大。
工业烟气温度能到达100℃以上，在处理工业烟气中二氧化碳的过程中，醇胺类物质易热降解，从而导致在烟气处理过程中，醇胺类吸收剂的二氧化碳捕集效率随时间的推移而下降。
发明内容
为了减小醇胺类物质的热降解对捕集剂捕集效率的不良影响，本申请提供一种工业烟气二氧化碳捕集剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种工业烟气二氧化碳捕集剂采用如下的技术方案：
一种工业烟气二氧化碳捕集剂包括以下重量份的原料：水80～200份；醇胺溶剂30～90份；缓释调节剂21～45份；所述缓释调节剂包括保护剂、载体和石蜡，所述保护剂、载体和石蜡的重量比为(7～15)：(8～24)：6；所述保护剂包括氧化钙和硝酸铵，所述氧化钙和硝酸铵的重量比为(2～10)：5；所述氧化钙和硝酸铵与载体混合均匀并负载在载体上，所述石蜡包裹负载有氧化钙和硝酸铵的载体。
通过采用上述技术方案，水、醇胺溶剂、氧化钙、硝酸铵、石蜡和载体配合使用，石蜡将氧化钙、硝酸铵和载体包裹在内，捕集剂制备和储存过程中，氧化钙和硝酸铵不易被消耗；捕集剂使用过程中，捕集剂在烟气作用下温度升高，石蜡与氧化钙和硝酸铵脱离，硝酸铵溶于水释放大量热量，从而减缓了捕集剂在烟气作用下升温的幅度，抑制了醇胺溶剂的热降解；氧化钙与水反应使捕集剂溶液呈碱性，从而促使溶于水的硝酸铵分解，此过程持续吸热，进一步减缓了捕集剂的升温，抑制了醇胺溶剂的热降解，从而减小了醇胺类物质的热降解对捕集剂捕集效率的不良影响。
可选的，所述载体包括乙醇、乙酸钙和助剂，所述乙醇、乙酸钙与助剂的重量比为(2～18)：3：3。
通过采用上述技术方案，乙酸钙和乙醇配合使用，乙酸钙形成胶体析出，便于将氧化钙和硝酸铵包裹在内，从而承载氧化钙和硝酸铵；乙酸钙溶于水，乙醇与水互溶，在捕集剂使用过程中，不易阻碍氧化钙、氧化钠和硝酸铵与水接触。
可选的，所述缓释调节剂的制备步骤包括：将助剂和氧化钙混合均匀后，放入乙酸钙和硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到缓释颗粒；石蜡包裹缓释颗粒得到缓释调节剂。
通过采用上述技术方案，氧化钙、助剂和硝酸铵分布在缓释颗粒内，石蜡将缓释颗粒包裹后，氧化钙、助剂和硝酸铵不易与水接触；而石蜡熔融后，氧化钙和硝酸铵易与水接触，实现了氧化钙和硝酸铵的缓释，从而抑制了醇胺溶剂的热降解，进而减小了醇胺类物质的热降解对捕集剂捕集效率的不良影响。
可选的，所述助剂为活性炭。
通过采用上述技术方案，活性炭、氧化钙和氧化钠先混合均匀，氧化钙和氧化钠进入活性炭的孔隙，氧化钙和氧化钠在捕集剂制备和储存时不易于水接触，而捕集剂使用过程中，活性炭被不断冲击，氧化钙和氧化钠从活性炭孔隙中流出并与水反应，实现氧化钙和氧化钠的缓释，提高了氧化钙和氧化钠的利用效率，醇胺类溶剂吸收剂的二氧化碳捕集效率不易随时间的推移而下降。
可选的，所述醇胺溶剂为一乙醇胺和三乙醇胺的混合液，所述一乙醇胺和三乙醇胺的重量比为2：1。
通过采用上述技术方案，一乙醇胺使得整个溶液呈碱性，提高了捕集剂对二氧化碳的溶解度和吸附速率，但一乙醇胺易受热降解，稳定性差；三乙醇胺耐久性和稳定性良好，对二氧化碳的吸收能力强，但对二氧化碳的吸收速率较一乙醇胺慢，一乙醇胺和三乙醇胺按照上述重量比配合使用，提高了醇胺溶剂对二氧化碳吸收速率的同时，降低了醇胺溶剂热降解的速率，减小了醇胺类物质热降解对捕集剂捕集效率的不良影响。
可选的，捕集剂还包括重量份为10～30份的石墨粉。
通过采用上述技术方案，石墨粉消耗烟气中的氧气，使一乙醇胺和三乙醇胺不易在氧气作用下降解，减小了醇胺类物质的降解对捕集剂捕集效率的不良影响；二氧化碳、二氧化硫等进入捕集剂生成酸性物质，催化醇胺溶剂降解，石墨粉对酸性物质的敏感度高于醇胺溶剂，石墨粉先于醇胺溶剂与酸性物质反应，从而使酸性物质不易催化醇胺溶剂降解，减小了醇胺类物质的降解对捕集剂捕集效率的不良影响。
可选的，捕集剂还包括重量份为6～15份的稳定剂，所述稳定剂包括十水四硼酸钠和丙三醇，所述十水四硼酸钠和丙三醇的重量比为3：2。
通过采用上述技术方案，十水四硼酸钠减轻了醇胺溶剂吸附二氧化碳后对捕集剂酸碱度的影响，从而保持溶液的pH值相对稳定；十水四硼酸钠与丙三醇配合使用，提高了十水四硼酸钠的溶解度，提高了捕集剂的稳定性，进而提高了捕集剂的捕集效率。
第二方面，本申请提供的一种工业烟气二氧化碳捕集剂的制备方法采用如下的技术方案：
一种工业烟气二氧化碳捕集剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将水、一乙醇胺和三乙醇胺混合并搅拌均匀，得到混合液；
S2、将活性炭和氧化钙混合均匀后，放入乙酸钙和硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到缓释颗粒；
S3、将熔融的石蜡均匀喷洒在缓释颗粒外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
通过采用上述技术方案，捕集剂的制备工序简单，捕集剂捕集二氧化碳的性能稳定。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.水、醇胺溶剂、氧化钙、硝酸铵、石蜡和载体配合使用，石蜡将氧化钙、硝酸铵和载体包裹在内，捕集剂制备和储存过程中，氧化钙和硝酸铵不易被消耗；捕集剂使用过程中，捕集剂在烟气作用下温度升高，石蜡与氧化钙和硝酸铵脱离，硝酸铵溶于水释放大量热量，从而减缓了捕集剂在烟气作用下升温的幅度；氧化钙与水反应使捕集剂溶液呈碱性，从而促使溶于水的硝酸铵分解，此过程持续吸热，进一步减缓了捕集剂的升温，从而抑制了醇胺溶剂的热降解，进而减小了醇胺类物质的热降解对捕集剂捕集效率的不良影响；
2.活性炭吸附氧化钙和氧化钠，使氧化钙和氧化钠进入活性炭的孔隙，氧化钙和氧化钠在捕集剂制备和储存时不易于水接触，而捕集剂使用过程中，活性炭被冲击，氧化钙和氧化钠从活性炭孔隙中流出并与水反应，生成碱性物质，提高了捕集剂的pH值，从而提高了硝酸铵分解吸热的速率，使醇胺类物质不易热降解，进而减小了醇胺热降解对捕集剂捕集效率的不良影响；
3.活性炭吸收二氧化碳和硝酸铵分解生成的氨气，进一步提高了二氧化碳的捕获效率；
4.石墨粉消耗烟气中的氧气，使一乙醇胺和三乙醇胺不易在氧气作用下降解，减小了醇胺类物质的降解对捕集剂捕集效率的不良影响；二氧化碳、二氧化硫等进入捕集剂生成酸性物质，催化醇胺溶剂降解，石墨粉对酸性物质的敏感度高于醇胺溶剂，从而使酸性物质不易催化醇胺溶剂降解，减小了醇胺类物质的降解对捕集剂捕集效率的不良影响；
5.丙三醇提高了十水四硼酸钠溶解度的同时，提高了捕集剂中各原料混合的均匀性，从而提高了捕集剂的稳定性，进而提高了捕集剂的捕集效率；
6.乙酸钙和乙醇配合使用，乙酸钙形成胶体析出，便于形成缓释颗粒，乙酸钙溶于水，乙醇与水互溶，在捕集剂使用过程中，不易阻碍氧化钙、氧化钠和硝酸铵与水接触。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例中未注明具体条件者按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
活性炭由广东韩研活性炭科技股份有限公司提供，粒度200目～325目；石墨粉粒度为300目；氧化钙粒度为600目。
实施例
实施例1
S1、在反应釜中加入80kg水、20kg一乙醇胺和10kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和2kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将2kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例2
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例3
S1、在反应釜中加入80kg水、40kg一乙醇胺和10kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例4
S1、在反应釜中加入200kg水、40kg一乙醇胺和30kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例5
S1、在反应釜中加入140kg水、20kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例6
S1、在反应釜中加入140kg水、60kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例7
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和2kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将2kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例8
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和2kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例9
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将2kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例10
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将18kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例11
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和10kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将2kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例12
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和10kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例13
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和10kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将18kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例14
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂和10kg石墨粉放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例15
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂和20kg石墨粉放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例16
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂和30kg石墨粉放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例17
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺、20kg三乙醇胺、3kg十水四硼酸钠和2kg丙三醇，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂和20kg石墨粉放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例18
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺、20kg三乙醇胺、6kg十水四硼酸钠和4kg丙三醇，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂和20kg石墨粉放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例19
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺、20kg三乙醇胺、9kg十水四硼酸钠和6kg丙三醇，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂和20kg石墨粉放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例20
S1、在反应釜中加入200kg水、60kg一乙醇胺和30kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和10kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将18kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
对比例
对比例1
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
对比例2
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
对比例3
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭放入3kg乙酸钙中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
对比例4
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将6kg氧化钙放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将6kg熔融的石蜡均匀喷洒在缓释调节剂外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
对比例5
S1、在反应釜中加入140kg水、40kg一乙醇胺和20kg三乙醇胺，搅拌均匀，得到混合液；
S2、将3kg活性炭和6kg氧化钙混合均匀后，放入3kg乙酸钙和5kg硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将10kg乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到粒径为20μm的缓释颗粒；
S3、将缓释颗粒放入混合液，搅拌均匀，得到捕集剂。
实施例与对比例的原料表见表1：
表1实施例与对比例的原料表(kg)
性能检测试验
试验方法
1.采用《GB/T36767-2018醇胺类脱硫脱碳剂净化性能评价方法》中的方法对二氧化碳体积分数进行测定。其中，原料气中二氧化碳体积分数为20％。二氧化碳捕集效率公式如下：
试验结果详见表2。
表2为各实施例与对比例的试验结果数据表：
表2各实施例与对比例的试验结果数据表
结合实施例1、实施例2和实施例20并结合表2，通过调整水、一乙醇胺、二乙醇胺、活性炭、氧化钙、乙酸钙、硝酸铵、石蜡和乙醇的添加量，减缓一乙醇胺和三乙醇胺的热降解速率，使捕集剂对二氧化碳的捕集效率不易随时间的推移而下降，从而提高捕集剂对二氧化碳的捕集效率。
结合实施例2、实施例3和实施例4并结合表2，通过调整水的添加量，减缓一乙醇胺和三乙醇胺的热降解速率，使捕集剂对二氧化碳的捕集效率不易随时间的推移而下降，从而提高捕集剂对二氧化碳的捕集效率。
结合实施例2、实施例5和实施例6并结合表2，通过调整一乙醇胺和二乙醇胺的添加量，减缓一乙醇胺和三乙醇胺的热降解速率，使捕集剂对二氧化碳的捕集效率不易随时间的推移而下降，从而提高捕集剂对二氧化碳的捕集效率。
结合实施例2以及实施例7和实施例13并结合表2，通过调整氧化钙和乙醇的添加量，减缓一乙醇胺和三乙醇胺的热降解速率，使捕集剂对二氧化碳的捕集效率不易随时间的推移而下降，从而提高捕集剂对二氧化碳的捕集效率。
结合实施例2和对比例1并结合表2可以看出，氧化钙的添加，有效地提高了捕集剂对二氧化碳的捕集效率。氧化钙与水反应使捕集剂呈碱性，提高了硝酸铵分解吸热的速率，使醇胺类物质不易热降解，从而减小了醇胺热降解对捕集剂捕集效率的不良影响，捕集剂对二氧化碳的捕集效率提高。
结合实施例2和对比例2并结合表2可以看出，硝酸铵的添加，有效地提高了捕集剂对二氧化碳的捕集效率。硝酸铵溶于水释放大量热量，从而减缓了捕集剂在烟气作用下升温的幅度，抑制了醇胺溶剂的热降解，进而减小了醇胺类物质的热降解对捕集剂捕集效率的不良影响，捕集剂对二氧化碳的捕集效率提高。
结合实施例2、对比例1、对比例2和对比例3并结合表2可以看出，氧化钙和硝酸铵配合使用，捕集剂对二氧化碳的捕集效率明显提高。
结合实施例7、实施例9和实施例11并结合表2可以看出，在乙醇、乙酸铵、活性炭和石蜡的添加量不变的情况下，氧化钙和硝酸铵两者总的添加量增加，捕集剂对二氧化碳的捕集效率先提高后降低。原因在于：氧化钙和硝酸铵总的添加量增加，缓释捕集剂中载体和石蜡的含量减小，对氧化钙和硝酸铵的负载能力减弱，部分氧化钙和硝酸铵在捕集剂制备和储存过程中与石蜡、活性炭、乙醇和乙酸钙脱离并与水接触反应，从而降低了氧化钙和硝酸铵在捕集剂使用过程中的利用效率，捕集剂的捕集效率随之间的推移而降低。
结合实施例2、实施例8和实施例12，并结合表2可以看出，在捕集剂的其它原料添加量不变的情况下，氧化钙与硝酸铵的重量比增加，捕集剂的捕集效率先提高后降低。硝酸铵与水接触后，溶解在水中并吸收热量，减缓了一乙醇胺和三乙醇胺热降解的速率；氧化钙与水反应生成碱性物质，使捕集剂的溶液呈碱性，硝酸铵在碱性环境中分解并吸收热量，进一步减缓了一乙醇胺和三乙醇胺的热降解速率，使捕集剂对二氧化碳的捕集效率不易随时间的推移而下降。由此可知，氧化钙为捕集剂提供碱性环境，一方面减缓了一乙醇胺和三乙醇胺的氧化降解速率，另一方面提高了硝酸铵分解吸热的效率，从而提高捕集剂对二氧化碳的捕集效率。硝酸铵起到主要的吸热作用，随着氧化钙与硝酸铵重量比的增加，捕集剂对二氧化碳的捕集效率降低。
结合实施例2和对比例4并结合表2可以看出，活性炭的添加，有效地提高了捕集剂的捕集效率。在制备缓释调节剂时，活性炭吸附氧化钙，使氧化钙进入内部的孔隙中，减小了氧化钙在捕集剂制备和储存时的消耗。在捕集剂吸附烟气中二氧化碳的过程中，硝酸铵和氧化钙逐渐与活性炭分离，此时活性炭吸附二氧化碳、氨气等酸性气体，提高了捕集剂对二氧化碳的捕集效率。氨气的消耗促使硝酸铵继续分解吸热，从而减缓了一乙醇胺和三乙醇胺的热降解，减小了一乙醇胺和三乙醇胺热降解对捕集剂吸收二氧化碳的不良影响，使捕集剂对二氧化碳的捕集效率提高。
结合实施例2、实施例9和实施例10并结合表2，在其它原料的添加量不变的情况下，乙醇的添加量增加，捕集剂的捕集效率先提高后降低。乙醇和乙酸钙形成固体以承载氧化钙和硝酸铵，乙醇的添加量增加，氧化钙和硝酸铵在捕集剂储存过程中不易与水接触，提高了氧化钙和硝酸铵的利用效率，从而提高了捕集剂捕集二氧化碳的效率。乙醇的添加量持续增加，氧化钙和硝酸铵的含量减小，氧化钙和硝酸铵对捕集剂调节作用减弱，捕集剂的捕集效率降低。
结合实施例2和对比例5并结合表2可以看出，石蜡的添加有效的提高了捕集剂对二氧化碳的捕集效率。捕集剂使用过程中，随着烟气的通入，捕集剂的温度不断升高，石蜡熔融从而使包裹在内的乙醇和乙酸钙与水接触并溶于水，硝酸铵与水接触后，溶解在水中并吸收热量，减缓了一乙醇胺和三乙醇胺热降解的速率。
结合实施例2和实施例14并结合表2可以看出，石墨粉的添加有效的提高了捕集剂对二氧化碳的捕集效率。石墨粉消耗烟气中的氧气，使一乙醇胺和三乙醇胺不易在氧气作用下降解，提高了捕集剂对二氧化碳的捕集效率；二氧化碳、二氧化硫等进入捕集剂生成酸性物质，催化醇胺溶剂降解，石墨粉对酸性物质的敏感度高于醇胺溶剂，从而使酸性物质不易催化醇胺溶剂降解，减小了醇胺类物质的降解对捕集剂捕集效率的不良影响，提高了捕集剂对二氧化碳的捕集效率。
结合实施例14、实施例15和实施例16并结合表2可以看出，随着石墨粉添加量的增加，捕集剂对二氧化碳的捕集效率先提高后降低。石墨粉添加量持续增加，增加了捕集剂溶液的粘稠度，降低了捕集剂对二氧化碳的捕集效率。
结合实施例15和实施例17并结合表2可以看出，十水四硼酸钠和丙三醇的添加，提高了捕集剂对二氧化碳的捕集效率。十水四硼酸钠减轻了醇胺溶剂吸附二氧化碳后对捕集剂酸碱度的影响，从而保持溶液的pH值相对稳定；十水四硼酸钠与丙三醇配合使用，提高了十水四硼酸钠的溶解度，十水四硼酸钠与丙三醇配合使用，从而提高了捕集剂的稳定性，进而提高了捕集剂的捕集效率。
结合实施例17、实施例18和实施例19并结合表2可以看出，随着十水四硼酸钠和丙三醇添加量的增加，捕集剂对二氧化碳的捕集效率先提高后降低。十水四硼酸钠和丙三醇增加了捕集剂溶液的粘稠度，降低了捕集剂吸收二氧化碳的效率。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种工业烟气二氧化碳捕集剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：水80~200份；醇胺溶剂30~90份；缓释调节剂21~45份；所述缓释调节剂包括保护剂、载体和石蜡，所述保护剂、载体和石蜡的重量比为（7~15）：（8~24）：6；所述保护剂包括氧化钙和硝酸铵，所述氧化钙和硝酸铵的重量比为（2~10）：5；
所述氧化钙和硝酸铵与载体混合均匀并负载在载体上，所述石蜡包裹负载有氧化钙和硝酸铵的载体。
2.根据权利要求1所述的一种工业烟气二氧化碳捕集剂，其特征在于，所述载体包括乙醇、乙酸钙和助剂，所述乙醇、乙酸钙与助剂的重量比为（2~18）：3：3。
3.根据权利要求2所述的一种工业烟气二氧化碳捕集剂，其特征在于，所述缓释调节剂的制备步骤包括：将助剂和氧化钙混合均匀后，放入乙酸钙和硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到缓释颗粒；石蜡包裹缓释颗粒得到缓释调节剂。
4.根据权利要求2所述的一种工业烟气二氧化碳捕集剂，其特征在于，所述助剂为活性炭。
5.根据权利要求4所述的一种工业烟气二氧化碳捕集剂，所述醇胺溶剂为一乙醇胺和三乙醇胺的混合液，所述一乙醇胺和三乙醇胺的重量比为2：1。
6.根据权利要求5所述的一种工业烟气二氧化碳捕集剂，其特征在于，捕集剂还包括重量份为10~30份的石墨粉。
7.根据权利要求6所述的一种工业烟气二氧化碳捕集剂，其特征在于，捕集剂还包括重量份为6~15份的稳定剂，所述稳定剂包括十水四硼酸钠和丙三醇，所述十水四硼酸钠和丙三醇的重量比为3：2。
8.一种权利要求5所述的二氧化碳捕集剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将水、一乙醇胺和三乙醇胺混合并搅拌均匀，得到混合液；
S2、将活性炭和氧化钙混合均匀后，放入乙酸钙和硝酸铵的混合物中，搅拌均匀得到缓释液；将乙醇缓慢倒入缓释液，搅拌均匀得到混合物料，混合物料固化后造粒，得到缓释颗粒；
S3、将熔融的石蜡均匀喷洒在缓释颗粒外，石蜡冷却得到缓释调节剂；
S4、将缓释调节剂放入混合液中，搅拌均匀，得到捕集剂。
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