RU2316391C1 - Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода - Google Patents
Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316391C1 RU2316391C1 RU2006131980/15A RU2006131980A RU2316391C1 RU 2316391 C1 RU2316391 C1 RU 2316391C1 RU 2006131980/15 A RU2006131980/15 A RU 2006131980/15A RU 2006131980 A RU2006131980 A RU 2006131980A RU 2316391 C1 RU2316391 C1 RU 2316391C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroxide
- zirconium
- carbon dioxide
- granules
- substance
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- 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
Abstract
Изобретение относится к способу получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония и может быть использовано в технологии получения регенерируемых поглотителей диоксида углерода для очистки атмосферы от диоксида углерода герметичных объектов, для создания контролируемой газовой среды в плодоовощехранилищах, для очистки атмосферного воздуха в топливных элементах. Способ заключается во взаимодействии основного карбоната циркония и вещества, образующего гидроксид циркония. При этом в качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют оксиды и/или гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов, а именно оксид магния, оксид кальция, гидроксид лития, гидроксид магния, гидроксид кальция, гидроксид бария. Изобретение позволяет упростить технологию изготовления поглотителя и снизить его себестоимость за счет сокращения количества используемых в процессе реагентов и уменьшения количества операций способа. 7 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к способу получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония и может быть использовано в технологии получения регенерируемых поглотителей диоксида углерода для очистки атмосферы от диоксида углерода герметичных объектов, для создания контролируемой газовой среды в плодоовощехранилищах, для очистки атмосферного воздуха в топливных элементах и других областях техники, где необходимо получение газов, свободных от диоксида углерода.
Известен способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония, основанный на взаимодействии растворов солей циркония: оксихлоридов, оксинитратов или нитратов, с растворами гидроксидов щелочных металлов или аммиаком (Бойчинова Е.С. Автореферат диссертации «Иониты и окислительно-восстановительные полимеры на основе циркония». Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1973 г.).
Способ заключается во взаимодействии разбавленных солей циркония (нитрат оксициркония и хлорид циркония) с растворами гидроокиси натрия, калия, цезия и аммония.
Известен способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония, основанный на взаимодействии растворов солей циркония с растворами щелочей (АС СССР №865381, МКИ B01J 20/06, 1981 г.). Способ состоит в следующем.
Готовят растворы азотнокислого цирконила и растворы щелочи (КОН или NaOH). Крепкий 3-4 н. раствор азотнокислого цирконила вводят при перемешивании в 8-20 н. раствор щелочи. Образующийся осадок гидроксида циркония отделяют от маточного раствора, сушат при температуре 50-60°С, обрабатывают раствором щелочи, промывают водой до отрицательной реакции на анионы, сушат.
Для получения гранул порошок подвергают формованию известными способами.
Недостатками обоих известных способов являются трудоемкость изготовления, заключающаяся в большом количестве операций, и использование дорогостоящих солей циркония оксихлоридов и оксинитратов.
Известен способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода из влажной атмосферы герметичных объемов на основе гидратированной двуокиси циркония (АС СССР №643431, МКИ C01G 25/02, 1979 г.) взаимодействием соли циркония и вещества, образующего гидроксид циркония. Способ заключается во взаимодействии раствора азотнокислого цирконила с раствором едкого натра с последующей отмывкой и сушкой продукта. Для повышения дисперсности и сорбционной емкости по диоксиду углерода исходные растворы берут с концентрацией азотнокислого цирконила 3-4 н. и едкого натра 8-20 н., осадок перед отмыванием и сушкой подвергают дополнительным операциям сушки при 50-60°С и обработки раствором едкого натра, взятым в количестве 20-50% от первоначального. Полученный тонкодисперсный порошок формуют в гранулы на любом грануляторном устройстве.
Однако этот способ характеризуется большой трудоемкостью, обусловленной многостадийностью процесса и необходимостью операций отмывки образующейся гидратированной двуокиси циркония от анионов, а также использованием большого количества реагентов на единицу конечного продукта.
Задачей изобретения является упрощение технологии изготовления поглотителя и снижение его себестоимости.
Техническим результатом изобретения является сокращение количества используемых в процессе реагентов и уменьшение количества операций способа.
Технический результат достигается тем, что в способе получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода, включающем взаимодействие соли циркония и вещества, образующего гидроксид циркония, в качестве соли циркония используют основной карбонат циркония, а в качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют оксиды и/или гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов.
Оксидами и/или гидроксидами щелочных и щелочно-земельных металлов могут быть оксид магния (MgO), оксид кальция (СаО), гидроксид лития (LiOH), гидроксид магния (Mg(OH)2), гидроксид кальция (Са(ОН)2), гидроксид бария (Ва(ОН)2).
Изменение типа исходных компонентов в способе получения поглотителя диоксида углерода позволяет, во-первых, исключить операцию приготовления исходных растворов, так как указанные компоненты взаимодействуют в твердой фазе, во-вторых, исключить операцию отмывки от анионов, так как анионом является ион карбоната, который взаимодействует с исходными компонентами, а избыток удаляется в виде газовой фазы. Кроме того, образующиеся карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов являются структурирующей добавкой, улучшающей диффузионные характеристики конечного продукта. При этом адсорбционно-десорбционные свойства конечного продукта не ухудшаются.
Наряду с этим используемые компоненты имеют более низкую стоимость, чем нитраты и хлориды циркония (в частности, в настоящее время стоимость оксинитрата циркония 2400 руб./кг, оксихлорида циркония 2700 руб./кг, основного карбоната циркония 230 руб./кг).
Способ осуществляется следующим образом.
Смешивают порошок основного карбоната циркония и порошок одного из следующих веществ: окиси или гидроокиси магния, окиси или гидроокиси кальция, гидроокиси бария, гидроокиси лития, при мольном соотношении металла к цирконию от 1:0,5 до 1:2,0. Смешение осуществляют в любом пригодном для смешения порошкообразных материалов, например в двухлопастном смесителе, в течение 1,0-1,5 часов.
В процессе смешения компоненты взаимодействуют друг с другом с образованием твердой фазы гидроксида циркония.
Полученный продукт смешивают с обычным связующим, например поливиниловым спиртом или поливинилацетатной эмульсией, в количестве 1-3% в расчете на сухие вещества.
Затем осуществляют формование гранул любым известным способом (шнекование, таблетирование, закатка), полученные гранулы рассеивают и подвергают сушке при температуре 20-110°С.
При смешении порошка основного карбоната циркония и порошков, вышеупомянутых веществ, протекает твердофазная химическая реакция с образованием гидроксида циркония и карбонатов вышеупомянутых веществ.
Например:
ZrO(OH)CO3+Са(ОН)2=ZrO(OH)2+СаСО3,+Н2O
ZrO(OH)CO3+Ва(ОН)2=ZrO(OH)2+ВаСО3,+Н2О
ZrO(ОН)СО3+Mg(OH)2=ZrO(OH)2+MgCO3,+Н2O
ZrO(ОН)СО3+MgO+Н2O=ZrO(OH)2+MgCO3,
ZrO(ОН)СО3+CaO+Н2O=ZrO(OH)2+СаСО3,
ZrO(ОН)СО3+LiOH=ZrO(OH)2+LiCO3
Образующиеся карбонаты металлов являются высокодисперсными, нерастворимыми в воде веществами. Они оказывают структурирующее действие, улучшают кинетические характеристики поглотителя и повышают стабильность работы поглотителя в циклических условиях.
Пример 1
250 г основного карбоната циркония, содержащего 0,87 моль ZrO2, смешивают с 43 г Са(ОН)2, перемешивают в течение 60 мин, добавляют 15,26 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 2
250 г основного карбоната циркония, содержащего 0,87 моль ZiO2., смешивают с 51,5 г Са(ОН)2, перемешивают в течение 40-60 мин, добавляют 37,06 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 3
250 г основного карбоната циркония, содержащего 0,87 моль ZrO2, смешивают с 275 г Ва(ОН)28Н2O, перемешивают в течение 40-60 мин, добавляют 97,9 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течении 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 4
250 г основного карбоната циркония, содержащего 0,87 моль ZrO2, смешивают с 220,5 г Ва(ОН)2·8Н2О, перемешивают в течение 60 мин, добавляют 85,7 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 5
200 г основного карбоната циркония, содержащего 0,7 моль ZrO2, смешивают с 38,5 г Mg(OH)2, перемешивают в течение 60 мин, добавляют 40,0 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 6
200 г основного карбоната циркония, содержащего 0,7 моль ZrO2, смешивают с 82,0 г Mg(OH)2, перемешивают в течение 60 мин, добавляют 35,5 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 7
250 г основного карбоната циркония, содержащего 0,87 моль ZiO2, смешивают с 23,5 г MgO, перемешивают в течение 60 мин, добавляют 30,5 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 8
250 г основного карбоната циркония, содержащего 0,87 моль ZrO2, смешивают с 31,5 г MgO, перемешивают в течение 60 мин, добавляют 43,5 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 9
250 г основного карбоната циркония, содержащего 0,87 моль ZrO2, смешивают с 25,2 г СаО, перемешивают в течение 60 мин, добавляют 45,6 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 10
250 г основного карбоната циркония, содержащего 0,87 моль ZrO2, смешивают с 30,5 г СаО, перемешивают в течение 60 мин, добавляют 40,56 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 11
250 г основного карбоната циркония, содержащего 0,87 моль ZrO2, смешивают с 453 мл 4,4% раствора LiOH, перемешивают в течение 40 мин, пасту подсушивают при 80°С до сухого состояния, добавляют 50,06 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Пример 12
250 г основного карбоната циркония, содержащего 0,87 моль ZrO2, смешивают с 758 мл 4,4% раствора LiOH перемешивают в течение 40 мин, пасту подсушивают при 80°С до сухого состояния добавляют 25,13 г 5% раствора поливинилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре (50-80)°С, рассеивают на ситах, отбирают фракцию 1,5-2,0 мм.
Испытания полученного заявляемым способом регенерируемого поглотителя диоксида углерода осуществлялись на установке, имитирующей условия работы поглотителя для очистки воздуха герметичного объекта, регенерация поглотителя осуществлялась продувкой водяным паром.
Условия проведения испытаний:
- объем навески поглотителя 150 см3;
- расход воздуха через слой поглотителя (16±1) л/мин;
- объемная доля диоксида углерода в газовоздушной среде (0,3±0,02)%;
- температура газовоздушной среды (20-65)°С;
- относительная влажность воздуха (30-80)%.
Результаты испытаний поглотителей представлены в таблице.
| Таблица | ||
| Примеры получения | Соотношение Me/Zr | Динамическая активность по CO2, л/л |
| По примеру 1 | 1/1,5 | 4,4 |
| По примеру 2 | 1/1,24 | 5,3 |
| По примеру 3 | 1/1 | 5,4 |
| По примеру 4 | 1/1,24 | 5,8 |
| По примеру 5 | 1/1,04 | 5,2 |
| По примеру 6 | 1/1,4 | 6,1 |
| По примеру 7 | 1/2 | 5,3 |
| По примеру 8 | 1/1 | 6,3 |
| По примеру 9 | 1/2 | 7,2 |
| По примеру 10 | 1/1,6 | 6,6 |
| По примеру 11 | 1/1,05 | 4,7 |
| По примеру 12 | 1/0,62 | 6,4 |
Изобретение позволяет повысить технологичность процесса изготовления поглотителя диоксида углерода без ухудшения сорбционных характеристик поглотителя.
Claims (8)
1. Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода, включающий взаимодействие соли циркония и вещества, образующего гидроксид циркония, отличающийся тем, что в качестве соли циркония используют основной карбонат циркония, а в качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют оксиды и/или гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов.
2. Способ по п.1, отличающийся, тем, что в качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют гидроксид кальция.
3. Способ по п.1, отличающийся, тем, что в качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют гидроксид бария.
4. Способ по п.1, отличающийся, тем, что в качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют гидроксид магния.
5. Способ по п.1, отличающийся, тем, что в качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют гидроксид лития.
6. Способ по п.1, отличающийся, тем, что в качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют оксид кальция.
7. Способ по п.1, отличающийся, тем, что в качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют оксид магния.
8. Способ по п.1, отличающийся, тем, что взаимодействие компонентов осуществляют при мольном соотношении металла и циркония от 1:0,5 до 1:2,0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006131980/15A RU2316391C1 (ru) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006131980/15A RU2316391C1 (ru) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2316391C1 true RU2316391C1 (ru) | 2008-02-10 |
Family
ID=39266146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006131980/15A RU2316391C1 (ru) | 2006-09-05 | 2006-09-05 | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2316391C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451542C2 (ru) * | 2010-07-21 | 2012-05-27 | Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН | Поглотитель диоксида углерода, способ его получения (варианты) и способ его применения |
| RU2618071C1 (ru) * | 2016-02-01 | 2017-05-02 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
| RU2656490C1 (ru) * | 2017-06-19 | 2018-06-05 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация "Росхимзащита" | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
-
2006
- 2006-09-05 RU RU2006131980/15A patent/RU2316391C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451542C2 (ru) * | 2010-07-21 | 2012-05-27 | Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН | Поглотитель диоксида углерода, способ его получения (варианты) и способ его применения |
| RU2618071C1 (ru) * | 2016-02-01 | 2017-05-02 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
| RU2656490C1 (ru) * | 2017-06-19 | 2018-06-05 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация "Росхимзащита" | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4002054B2 (ja) | 二酸化炭素吸着のための圧力スイング吸着方法 | |
| Wang et al. | Recent advances in capture of carbon dioxide using alkali-metal-based oxides | |
| US9242225B2 (en) | Adsorbent for carbon dioxide, method of preparing the same, and capture module for carbon dioxide | |
| JP6173703B2 (ja) | 二酸化炭素吸着剤、その製造方法およびこれを含む二酸化炭素捕集モジュール | |
| KR102093442B1 (ko) | 이산화탄소 흡착제와 그 제조방법, 이를 포함한 이산화탄소 포집 모듈, 및 이를 이용한 이산화탄소 분리 방법 | |
| KR20210001642A (ko) | 층상이중수산화물 기반 흡착제의 제조방법 및 상기 흡착제를 이용한 수중 중금속이온의 제거방법 | |
| RU2316391C1 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| RU2359751C1 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| RU2719596C1 (ru) | Быстрый и масштабируемый способ получения микропористого 2-метилимидазолата цинка | |
| KR20130089587A (ko) | 이산화탄소 흡착제, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 이산화탄소 포집 모듈 | |
| CN102892710A (zh) | 复合氢氧化镁、其制造方法及吸附剂 | |
| JP4364798B2 (ja) | マンガン化合物の製造方法およびその利用方法 | |
| CN107670632A (zh) | 一种中温二氧化碳吸附剂及其制备和使用方法 | |
| Nieto-Sanchez et al. | Influence of the operation conditions on CO2 capture by CaO-derived sorbents prepared from synthetic CaCO3 | |
| JP3706842B2 (ja) | 吸着剤によるリチウム含有水溶液からのリチウムイオンの吸着方法 | |
| WO2018109823A1 (ja) | ストロンチウムイオン吸着剤およびその製造方法 | |
| RU2524607C2 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| RU2618071C1 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| Glasson | Reactivity of lime and related oxides. IV. carbonatation of lime | |
| RU2575655C1 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| CN102631880B (zh) | 一种基于氢钛酸纳米管的co2吸附剂及其制备方法 | |
| CN103638895A (zh) | 负载型酸性气体吸收剂的制备方法 | |
| JP3705933B2 (ja) | 窒素酸化物および／または硫黄酸化物の吸着剤、並びに該吸着剤を用いた窒素酸化物および／または硫黄酸化物の除去方法 | |
| CN114534681B (zh) | 一种二氧化硫吸附剂及其制备方法和应用 | |
| SU1731729A1 (ru) | Способ приготовлени активного оксида алюмини |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160906 |