RU2575655C1 - Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода - Google Patents
Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575655C1 RU2575655C1 RU2014137281/05A RU2014137281A RU2575655C1 RU 2575655 C1 RU2575655 C1 RU 2575655C1 RU 2014137281/05 A RU2014137281/05 A RU 2014137281/05A RU 2014137281 A RU2014137281 A RU 2014137281A RU 2575655 C1 RU2575655 C1 RU 2575655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zirconium
- absorber
- mol
- carbon dioxide
- molar ratio
- Prior art date
Links
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 title claims abstract description 47
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 37
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- PRKQVKDSMLBJBJ-UHFFFAOYSA-N Ammonium carbonate Chemical compound N.N.OC(O)=O PRKQVKDSMLBJBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- -1 acryl Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 7
- HAIMOVORXAUUQK-UHFFFAOYSA-J Zirconium(IV) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Zr+4] HAIMOVORXAUUQK-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- YQUXIAIPELMOBE-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.OC(O)=O YQUXIAIPELMOBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 40
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 20
- XJUNLJFOHNHSAR-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+);dicarbonate Chemical compound [Zr+4].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O XJUNLJFOHNHSAR-UHFFFAOYSA-J 0.000 abstract description 15
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 abstract description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 9
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N nitric acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L Calcium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000019749 Dry matter Nutrition 0.000 description 2
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L Magnesium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L Zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- LILHXQCLSOZSRO-UHFFFAOYSA-J dizinc;oxozinc;dicarbonate;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Zn+2].[Zn+2].[Zn]=O.[Zn]=O.[Zn]=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O LILHXQCLSOZSRO-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 2
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 description 2
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 2
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004923 Acrylic lacquer Substances 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
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. Способ включает взаимодействие соли циркония и вещества, образующего гидроксид циркония с добавлением карбоната аммония и перекиси водорода. В качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют оксид цинка, в качестве соли циркония используют основной карбонат циркония, а в качестве связующего используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1. Изобретение позволяет увеличить динамическую активность поглотителя по диоксиду углерода и повысить прочность гранул поглотителя. 1 табл., 8 пр.
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 с растворами щелочей (А.с. СССР №865381, МПК 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°C, обрабатывают раствором щелочи, промывают водой до отрицательной реакции на анионы, сушат.
Для получения гранул порошок подвергают формованию известными способами.
Недостатками этого способа являются трудоемкость изготовления, заключающаяся в большом количестве операций, и использование дорогостоящих солей циркония (например, азотнокислого цирконила).
Известен способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония, основанный на взаимодействии 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 (Патент РФ №2316391, МПК B01J 20/06, 2008 г.).
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).
Способ заключается во взаимодействии в твердой фазе порошков основного карбоната циркония и одного из следующих веществ: оксида или гидроксида магния, оксида или гидроксида кальция, гидроксида бария, гидроксида лития при мольном соотношении металла к цирконию от 1:0,5 до 1:2,0. Смешение осуществляют в любом пригодном для смешения порошкообразных материалов устройстве, 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°C.
Недостатком этого способа является низкая динамическая активность получаемого регенерируемого поглотителя по диоксиду углерода.
Известен также способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония, основанный на взаимодействии соли циркония и вещества, образующего гидроксид циркония, в качестве соли циркония используют основной карбонат циркония, а в качестве вещества, образующего гидроксид циркония, используют оксид и/или гидроксид цинка (Патент РФ №2359751, МПК B01J 20/06, 2009 г.).
Способ состоит в следующем.
Смешивают порошок основного карбоната циркония и порошок оксида или гидроксида цинка при мольном соотношении элементов цинка к цирконию от 1:0,33 до 1:2,5, предпочтительно от 1:1,0 до 1:2,0. Смешение осуществляют в любом пригодном для смешения порошкообразных материалов устройстве, 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.
Для получения гранул порошок подвергают формованию с поливиниловым спиртом или поливинилацетатной эмульсией известными способами. Полученные гранулы сушат при температуре 20-110°C.
Недостатком этого способа является низкая динамическая активность получаемого регенерируемого поглотителя по диоксиду углерода. При этом прочность получаемых гранул поглотителя недостаточна, что может привести в процессе эксплуатации к разрушению гранул с образованием пыли, которая оказывает негативное влияние на органы дыхания.
Задачей изобретения является получение поглотителя диоксида углерода, обеспечивающего улучшение эксплуатационных характеристик поглотителя.
Техническим результатом изобретения является повышение динамической активности поглотителя по диоксиду углерода и увеличение прочности гранул поглотителя.
Технический результат достигается способом получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония, путем смешения и взаимодействия основного карбоната циркония и оксида цинка, добавления связующего с последующим формованием и сушкой, причем перед взаимодействием основного карбоната циркония и оксида цинка в систему вводят карбонат аммония при мольном соотношении ионов циркония к карбонату аммония, равном 1:(0,2-1,0), затем добавляют раствор перекиси водорода и ведут процесс в коллоидном состоянии, при этом мольное соотношение ионов циркония к перекиси водорода составляет 1:(0,2-0,8), а в качестве связующего используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в массовом соотношении 1:1 в количестве 5±0,5% мас. в расчете на сухие вещества.
Введение к основному карбонату циркония карбоната аммония и перекиси водорода и ведение процесса в коллоидном состоянии обеспечивает более полное протекание твердофазной реакции исходных компонентов с увеличением выхода продукта реакции. За счет этого полученный поглотитель обладает более высокой динамической активностью по диоксиду углерода по сравнению с прототипом.
При мольном соотношении ионов циркония к карбонату аммония, равном 1:(0,2-1,0), повышается динамическая активность поглотителя по диоксиду углерода. При мольном соотношении менее 0,2 не образуется коллоидного состояния, а при увеличении более 1,0 доля циркония в коллоидном растворе снижается, а карбонат аммония выступает в качестве балласта, что приводит к снижению динамической активности по диоксиду углерода.
При мольном соотношении ионов циркония к перекиси водорода, равном 1:(0,2-0,8), повышается динамическая активность поглотителя по диоксиду углерода. При мольном соотношении менее 0,2 происходит коагуляция коллоидных частиц, а при увеличении более 0,8 появляется вероятность образования перкарбонатов, что приводит к снижению динамической активности по диоксиду углерода.
Использование связующего в количестве 5±0,5% мас. в расчете на сухие вещества обеспечивает механическую прочность гранул поглотителя.
Использование в качестве связующего смеси поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1 повышает механическую прочность формованного продукта. Данный результат достигается за счет того, что акриловый лак и поливиниловый спирт образует сополимер с более разветвленной структурой, что приводит к увеличению прочности гранул поглотителя.
Способ осуществляется следующим образом.
Смешивают порошок основного карбоната циркония с карбонатом аммония, при постоянном перемешивании добавляют оксид цинка. Смешение осуществляется в любом пригодном аппарате для смешения сыпучих материалов с повышенной связностью частиц в смесителе с z-образными лопастями, в течение 30-60 минут.
Затем, не прекращая перемешивания, приливают 50% перекись водорода. Смешение продолжают еще в течение 15±5 минут до образования пасты. Полученную пасту сушат при температуре 80±5°C.
В процессе смешения основной карбонат циркония и оксид цинка взаимодействуют друг с другом с образованием гидроксида циркония и карбоната цинка. Гидроксид циркония является целевым продуктом реакции и активным веществом по отношению к адсорбции диоксида углерода. Образующийся карбонат цинка является высокодисперсным, не растворимым в воде веществом, который оказывает структурирующее действие и улучшает кинетические характеристики поглотителя и повышает стабильность работы поглотителя в циклических условиях. Побочные летучие продукты в виде карбоната аммония, перекиси водорода и образовавшихся перкарбонатов удаляются в процессе сушки при 80±5°C.
Полученный продукт смешивают со связующим. В качестве связующего используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1 в количестве 5±0,5% мас. в расчете на сухие вещества.
Затем осуществляют формование гранул любым известным способом (например, таблетированием), полученные гранулы рассеивают и подвергают сушке при температуре 20-60°C.
Пример 1
250 г основного карбоната циркония с влажностью 28 моль/кг, содержащего 1,07 моль циркония (Zr), смешивают с 20,5 г карбоната аммония, содержащего 0,21 моль (NH4)2СО3 (мольное соотношение Zr /(NH4)2CO3=1/0,2), тщательно перемешивают, добавляют 40 г оксида цинка, содержащего 0,49 моля ZnO (мольное соотношение Zr/Zn=l/0,46), перемешивают в течение 40 минут, добавляют 40 мл перекиси водорода (Н2О2), содержащей 0,7 моль Н2О2 (мольное соотношение Zr/H2O2=1/0,65), перемешивают 15 минут, сушат полученную гелеобразную смесь при температуре 80°C в течение 5 часов, затем в поглотитель добавляют 77 г связующего (4,8% в расчете на сухие вещества), в качестве которого используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1, перемешивают и формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре 25°C, рассеивают на ситах. Полученный продукт представляет собой гранулы фракцией 1,5-2,0 мм и насыпной плотностью 0,93 г/см3.
Пример 2
250 г основного карбоната циркония с влажностью 28 моль/кг, содержащего 1,07 моль циркония (Zr), смешивают с 41 г карбоната аммония, содержащего 0,43 моль (NH4)2CO3 (мольное соотношение Zr/(NH4)2CO3=1/0,4), тщательно перемешивают, добавляют 40 г оксида цинка, содержащего 0,49 моля ZnO (мольное соотношение Zr/Zn=1/0,46), перемешивают в течение 40 минут, добавляют 40 мл перекиси водорода (H2O2), содержащей 0,7 моль Н2О2 (мольное соотношение Zr/H2O2=1/0,65), перемешивают 15 минут, сушат полученную гелеобразную смесь при температуре 80°C в течение 5 часов, затем в поглотитель добавляют 74 г связующего (4,9% в расчете на сухие вещества), в качестве которого используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1, перемешивают и формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре 25°C, рассеивают на ситах. Полученный продукт представляет собой гранулы фракцией 1,5-2,0 мм и насыпной плотностью 0,87 г/см3.
Пример 3
250 г основного карбоната циркония с влажностью 28 моль/кг, содержащего 1,07 моль циркония (Zr), смешивают с 76 г карбоната аммония, содержащего 0,79 моль (NH4)2CO3 (мольное соотношение Zr/(NH4)2CO3=1/0,74), тщательно перемешивают, добавляют 40 г оксида цинка, содержащего 0,49 моля ZnO (мольное соотношение Zr/Zn=1/0,46), перемешивают в течение 40 минут, добавляют 40 мл перекиси водорода (Н2О2), содержащей 0,7 моль Н2О2 (мольное соотношение Zr/H2O2=1/0,65), перемешивают 15 минут, сушат полученную гелеобразную смесь при температуре 80°C в течение 5 часов, затем в поглотитель добавляют 80,5 г связующего (4,9% в расчете на сухие вещества), в качестве которого используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1, перемешивают и формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре 25°C, рассеивают на ситах. Полученный продукт представляет собой гранулы фракцией 1,5-2,0 мм и насыпной плотностью 0,87 г/см3.
Пример 4
250 г основного карбоната циркония с влажностью 28 моль/кг, содержащего 1,07 моль циркония (Zr), смешивают с 103 г карбоната аммония, содержащего 1,07 моль (NH4)2CO3 (мольное соотношение Zr/(NH4)2СО3=1/1), тщательно перемешивают, добавляют 40 г оксида цинка, содержащего 0,49 моля ZnO (мольное соотношение Zr/Zn=1/0,46), перемешивают в течение 40 минут, добавляют 40 мл перекиси водорода (Н2О2), содержащей 0,7 моль Н2О2 (мольное соотношение Zr/H2O2=1/0,65), перемешивают 15 минут, сушат полученную гелеобразную смесь при температуре 80°C в течение 5 часов, затем в поглотитель добавляют 79 г связующего (5,1% в расчете на сухие вещества), в качестве которого используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1, перемешивают и формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре 25°C, рассеивают на ситах. Полученный продукт представляет собой гранулы фракцией 1,5-2,0 мм и насыпной плотностью 0,92 г/см3.
Пример 5
250 г основного карбоната циркония с влажностью 28 моль/кг, содержащего 1,07 моль циркония (Zr), смешивают с 103 г карбоната аммония, содержащего 1,07 моль (NH4)2CO3 (мольное соотношение Zr /(NH4)2CO3=1/1), тщательно перемешивают, добавляют 40 г оксида цинка, содержащего 0,49 моля ZnO (мольное соотношение Zr/Zn=1/0,46), перемешивают в течение 40 минут, добавляют 12 мл перекиси водорода (Н2О2), содержащую 0,2 моль Н2О2 (мольное соотношение Zr/H2O2=1/0,2), перемешивают 15 минут, сушат полученную гелеобразную смесь при температуре 80°C в течение 5 часов, затем в поглотитель добавляют 78 г связующего (5,0% в расчете на сухие вещества), в качестве которого используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1, перемешивают и формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре 25°C, рассеивают на ситах. Полученный продукт представляет собой гранулы фракцией 1,5-2,0 мм и насыпной плотностью 0,87 г/см3.
Пример 6
250 г основного карбоната циркония с влажностью 28 моль/кг, содержащего 1,07 моль циркония (Zr), смешивают с 103 г карбоната аммония, содержащего 1,07 моль (NH4)2CO3 (мольное соотношение Zr/(NH4)2CO3=1/1), тщательно перемешивают, добавляют 40 г оксида цинка, содержащего 0,49 моля ZnO (мольное соотношение Zr/Zn=1/0,46), перемешивают в течение 40 минут, добавляют 25 мл перекиси водорода (Н2О2), содержащей 0,44 моль Н2О2 (мольное соотношение Zr/H2O2=1/0,41), перемешивают 15 минут, сушат полученную гелеобразную смесь при температуре 80°C в течение 5 часов, затем в поглотитель добавляют 77 г связующего (5,1% в расчете на сухие вещества), в качестве которого используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1, перемешивают и формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре 25°C, рассеивают на ситах. Полученный продукт представляет собой гранулы фракцией 1,5-2,0 мм и насыпной плотностью 0,87 г/см3.
Пример 7
250 г основного карбоната циркония с влажностью 28 моль/кг, содержащего 1,07 моль циркония (Zr), смешивают с 103 г карбоната аммония, содержащего 1,07 моль (NH4)2CO3 (мольное соотношение Zr/(NH4)2СО3=1/1), тщательно перемешивают, добавляют 40 г оксида цинка, содержащего 0,49 моля ZnO (мольное соотношение Zr/Zn=1/0,46), перемешивают в течение 40 минут, добавляют 30,5 мл перекиси водорода (Н2О2), содержащей 0,53 моль Н2О2 (мольное соотношение Zr/H2O2=1/0,5), перемешивают 15 минут, сушат полученную гелеобразную смесь при температуре 80°C в течение 5 часов, затем в поглотитель добавляют 77 г связующего (4,8% в расчете на сухие вещества), в качестве которого используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1, перемешивают и формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре 25°C, рассеивают на ситах. Полученный продукт представляет собой гранулы фракцией 1,5-2,0 мм и насыпной плотностью 0,91 г/см3.
Пример 8
250 г основного карбоната циркония с влажностью 28 моль/кг, содержащего 1,07 моль циркония (Zr), смешивают с 103 г карбоната аммония, содержащего 1,07 моль (NH4)2CO3 (мольное соотношение Zr/(NH4)2CO3=1/1), тщательно перемешивают, добавляют 40 г оксида цинка, содержащего 0,49 моля ZnO (мольное соотношение Zr/Zn=1/0,46), перемешивают в течение 40 минут, добавляют 49 мл перекиси водорода (Н2О2), содержащей 0,86 моль Н2О2 (мольное соотношение Zr/H2O2=1/0,8), перемешивают 15 минут, сушат полученную гелеобразную смесь при температуре 80°C в течение 5 часов, затем в поглотитель добавляют 78 г связующего (4,8% в расчете на сухие вещества), в качестве которого используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в соотношении 1:1, перемешивают и формуют гранулы путем продавливания через фильеры диаметром 2 мм, гранулы сушат при температуре 25°C, рассеивают на ситах. Полученный продукт представляет собой гранулы фракцией 1,5-2,0 мм и насыпной плотностью 0,88 г/см3.
Испытания полученного заявляемым способом регенерируемого поглотителя диоксида углерода проводили 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 (0,35±0,05)%;
- температура газовоздушной среды (20-65)°C;
- относительная влажность воздуха (30-80)%.
Испытания проводились в циклах сорбция-десорбция.
Динамическая активность полученного поглотителя представлена средняя за 5 циклов и рассчитана по формуле:
где a ср - средняя динамическая активность поглотителя по СО2, л/л;
a 1 - динамическая активность поглотителя по CO2 за первый цикл, л/л;
a 2 - динамическая активность поглотителя по CO2 за второй цикл, л/л;
а 3 - динамическая активность поглотителя по CO2 за третий цикл, л/л;
а 4 - динамическая активность поглотителя по CO2 за четвертый цикл, л/л;
а 5 - динамическая активность поглотителя по CO2 за пятый цикл, л/л.
Механическая прочность гранул поглотителя определялась обычным методом на раздавливание (г/гранулу).
Для проведения сравнительных испытаний был изготовлен регенерируемый поглотитель диоксида углерода по способу, описанному в примере 2 патента РФ №2359751 B01J 20/06.
Результаты испытаний поглотителя представлены в таблице.
Как видно из представленных данных, изобретение позволяет увеличить динамическую активность поглотителя на основе гидроксида циркония по диоксиду углерода по сравнению с прототипом, а также повысить прочность гранул поглотителя.
Claims (1)
- Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония, включающий смешение и взаимодействие основного карбоната циркония и оксида цинка, добавление связующего с последующим формованием и сушкой, отличающийся тем, что перед взаимодействием основного карбоната циркония и оксида цинка в систему вводят карбонат аммония при мольном соотношении ионов циркония к карбонату аммония, равном 1:(0,2-1,0), затем добавляют раствор перекиси водорода и ведут процесс в коллоидном состоянии, при этом мольное соотношение ионов циркония к перекиси водорода составляет 1:(0,2-0,8), а в качестве связующего используют смесь поливинилового спирта с акриловым лаком в массовом соотношении 1:1 в количестве 5±0,5 мас.% в расчете на сухие вещества.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2575655C1 true RU2575655C1 (ru) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2632700C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-10-09 | 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 |
| RU2755541C1 (ru) * | 2020-08-13 | 2021-09-17 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ" (АО «НИИхиммаш») | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2359751C1 (ru) * | 2008-02-12 | 2009-06-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
| US8545781B1 (en) * | 2012-10-08 | 2013-10-01 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Carbon dioxide adsorbent composition |
| US20140174292A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Samsung Fine Chemicals Co., Ltd. | Carbon dioxide adsorbent including barium titanate, carbon dioxide capture module including the same, and methods for separating carbon dioxide using the same |
| RU2524607C2 (ru) * | 2012-10-25 | 2014-07-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2359751C1 (ru) * | 2008-02-12 | 2009-06-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
| US8545781B1 (en) * | 2012-10-08 | 2013-10-01 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Carbon dioxide adsorbent composition |
| RU2524607C2 (ru) * | 2012-10-25 | 2014-07-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода |
| US20140174292A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Samsung Fine Chemicals Co., Ltd. | Carbon dioxide adsorbent including barium titanate, carbon dioxide capture module including the same, and methods for separating carbon dioxide using the same |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2632700C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-10-09 | 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 |
| RU2755541C1 (ru) * | 2020-08-13 | 2021-09-17 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ" (АО «НИИхиммаш») | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001070726A (ja) | 二酸化炭素吸着方法、二酸化炭素吸着剤及びその製法 | |
| JP4890444B2 (ja) | カルシウム及び／又はマグネシウムを含む多孔質粒子からなる粒状物 | |
| US3141729A (en) | Gels and method of making | |
| CN108554369B (zh) | 一种以粉煤灰为原料的烟气脱硫脱汞用吸附剂的制备方法 | |
| CN109553118B (zh) | 一种工业生产无水氢氧化锂球的方法 | |
| WO1999047244A1 (fr) | Desulfurant et son procede de preparation | |
| CN102892710A (zh) | 复合氢氧化镁、其制造方法及吸附剂 | |
| RU2524607C2 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| RU2618071C1 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| RU2575655C1 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| CN107970877A (zh) | 一种改性多孔氧化铝脱碳剂的制备方法 | |
| CN102698716A (zh) | 一种金属氧化物颗粒吸附剂及其制备方法 | |
| RU2359751C1 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| RU2316391C1 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| RU2632700C1 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода | |
| JP2007070219A (ja) | 高比表面積酸化マグネシウム粉末及びその製造方法 | |
| JP2017048069A (ja) | 脱硫剤の製造方法 | |
| JP5793231B1 (ja) | ヨウ素酸イオン吸着剤及びその製造方法 | |
| RU2755541C1 (ru) | Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония | |
| JP4051399B2 (ja) | 乾燥剤原料およびその製造方法 | |
| CN109046357A (zh) | 一种金属氧化物-ldh负载型催化剂的制备方法 | |
| US3024088A (en) | Making micro-porous, discrete, few micron size oxide compounds of metals, and the products | |
| JPH08206443A (ja) | 酸性ガス吸収剤及びその製造方法 | |
| CN112752609A (zh) | 适于二氧化碳捕获的吸附剂粒料 | |
| CN111589450A (zh) | 羰基硫水解催化剂及其制备方法 |