RU2620793C1 - Adsorbent for sulfur dioxide - Google Patents

Adsorbent for sulfur dioxide Download PDF

Info

Publication number
RU2620793C1
RU2620793C1 RU2016109038A RU2016109038A RU2620793C1 RU 2620793 C1 RU2620793 C1 RU 2620793C1 RU 2016109038 A RU2016109038 A RU 2016109038A RU 2016109038 A RU2016109038 A RU 2016109038A RU 2620793 C1 RU2620793 C1 RU 2620793C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adsorbent
sodium carbonate
amount
sulfur dioxide
mesoporous
Prior art date
Application number
RU2016109038A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Модестович Кустов
Петр Вадимович Прибытков
Фирудин Ильяс Оглы Гусейнов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority to RU2016109038A priority Critical patent/RU2620793C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620793C1 publication Critical patent/RU2620793C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/02Separation 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04Solid 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
    • B01J20/043Carbonates or bicarbonates, e.g. limestone, dolomite, aragonite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: adsorbent comprises a carrier - MCM-41 mesoporous silicate with a specific surface area of about 1300 m2/G and an active ingredient - sodium carbonate in an amount of 20-30 wt % of the total adsorbent weight.
EFFECT: obtaining a product with improved sorption characteristics.
2 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к материалам, предназначенным для осуществления адсорбционных процессов, и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности, в частности к адсорбентам для улавливания и поглощения SO2 в составе отходящих газов химических и металлургических производств, предприятий тепловой энергетики.The invention relates to materials intended for the implementation of adsorption processes, and can be used in the metallurgical, chemical and other industries, in particular to adsorbents for trapping and absorption of SO 2 in the composition of the exhaust gases of chemical and metallurgical industries, thermal energy enterprises.

Уровень техникиState of the art

Адсорбенты, используемые в системах очистки от SO2, должны иметь большую адсорбционную способность даже при небольших концентрациях SO2 в газовых смесях, обладать высокой селективностью, иметь высокую механическую прочность, обладать способностью к регенерации и иметь низкую стоимость. Кроме того, задача осложняется тем, что в горячих газах этих производств содержится больше паров воды, чем SO2, и вода предпочтительно адсорбируется, препятствуя адсорбции сернистого газа.The adsorbents used in SO 2 purification systems should have high adsorption ability even at low concentrations of SO 2 in gas mixtures, have high selectivity, have high mechanical strength, have the ability to regenerate and have a low cost. In addition, the task is complicated by the fact that the hot gases of these plants contain more water vapor than SO 2 , and water is preferably adsorbed, preventing the adsorption of sulfur dioxide.

На практике нашли применение следующие адсорбенты: активированные угли, силикагели, алюмогели и цеолиты.In practice, the following adsorbents have found application: activated carbons, silica gels, aluminum gels and zeolites.

Решение проблемы улавливания SO2 поставлено в ряд наиболее приоритетных задач в связи с проблемой глобального загрязнения воздуха и охраны окружающей среды. Решение этой проблемы предусматривает значительное снижение техногенных выбросов.Solving the problem of SO 2 capture is one of the highest priorities in connection with the problem of global air pollution and environmental protection. The solution to this problem involves a significant reduction in technogenic emissions.

Известен адсорбент (оксид алюминия) для очистки отходящих газов (Современный сухой способ очистки газов. / Шулепов И.М. и др. - "Экология и пром-ть России", 1999, №6, с. 4-9). Недостатком использования Аl2O3 в качестве адсорбента является низкая эффективность очистки газов от газообразных вредных компонентов, а также высокая себестоимость процесса.Known adsorbent (aluminum oxide) for the purification of exhaust gases (Modern dry method of gas purification. / Shulepov IM and others - "Ecology and industry of Russia", 1999, No. 6, p. 4-9). The disadvantage of using Al 2 O 3 as an adsorbent is the low efficiency of gas purification from gaseous harmful components, as well as the high cost of the process.

Также известно применение карбоната кальция в качестве адсорбента для очистки газов, содержащих фториды (Пат. РФ №2088314, МПК6 В01D 53/68, 1977).It is also known to use calcium carbonate as an adsorbent for the purification of gases containing fluorides (US Pat. RF No. 2088314, IPC 6 B01D 53/68, 1977).

Однако использование этих материалов в качестве адсорбентов для очистки газов от SO2 сопряжено с рядом недостатков, заключающихся в низкой эффективности, сложности проведения процессов регенерации, что снижает эффективность процесса очистки газов и повышает его себестоимость.However, the use of these materials as adsorbents for the purification of gases from SO 2 is associated with a number of disadvantages consisting in low efficiency and the complexity of the regeneration processes, which reduces the efficiency of the gas purification process and increases its cost.

Известен адсорбент для улавливания кислых газов, состоящий из носителя, с нанесенными на него олигомерами, содержащими аминогруппы, в котором в качестве носителя применена металлорганическая каркасная структура типа MOF-5, имеющая инкапсулированные олигомеры, содержащие полиэтиленамины -СН2-CH(NH2)n- типа PEPA, где значение n находится в пределах от 5 до 10 (RU 2420352, кл. B01J 20/22, опубл. 10.06.2011). Однако у этого адсорбента имеется два существенных недостатка: малая насыпная плотность (около 0.35-0.4 г/см3) и низкая стабильность и термостабильноть в присутствии паров воды. В результате при достаточно высокой весовой емкости по кислым газам объемные характеристики поглотителя оказываются невелики вследствие малой насыпной плотности.Known adsorbent for trapping acid gases, consisting of a carrier, supported by oligomers containing amino groups, in which an organometallic frame structure of the MOF-5 type having encapsulated oligomers containing polyethylene amines -CH 2 -CH (NH 2 ) n is used as a carrier - type PEPA, where the value of n is in the range from 5 to 10 (RU 2420352, CL B01J 20/22, publ. 06/10/2011). However, this adsorbent has two significant drawbacks: low bulk density (about 0.35-0.4 g / cm 3 ) and low stability and thermal stability in the presence of water vapor. As a result, at a sufficiently high weight capacity for acid gases, the volumetric characteristics of the absorber are small due to the low bulk density.

Известен мезопористый оксид магния [S. Choi, J.H. Drese, C.W. Jones, ChemSusChem 2 (2009) 796]. Однако процедура приготовления этого материала весьма сложна, поскольку для процесса нужен органический темплат и токсичный органический растворитель, и многостадийный синтез требует значительного времени [D.M. D'Alessandro, В. Smit, J.R. Long, Angew. Chem. Int. Ed. 49 (2010) 2; Q. Wang, J. Luo, Z. Zhong, A. Borgna, Energy Environ. Sci. 4 (2011) 42; J. Roggenbuck, M. Tiemann, J. Am. Chem. Soc. 127 (2005) 1096; J. Roggenbuck, G. Koch, M. Tiemann, Chem. Mater. 18 (2006) 4151]. Адсорбционная емкость подобных систем по кислым газам не превышает 10 вес.%.Mesoporous magnesium oxide is known [S. Choi, J.H. Drese, C.W. Jones, ChemSusChem 2 (2009) 796]. However, the procedure for preparing this material is very complicated, since the process requires an organic template and a toxic organic solvent, and multi-stage synthesis requires considerable time [D.M. D'Alessandro, B. Smit, J.R. Long, Angew. Chem. Int. Ed. 49 (2010) 2; Q. Wang, J. Luo, Z. Zhong, A. Borgna, Energy Environ. Sci. 4 (2011) 42; J. Roggenbuck, M. Tiemann, J. Am. Chem. Soc. 127 (2005) 1096; J. Roggenbuck, G. Koch, M. Tiemann, Chem. Mater. 18 (2006) 4151]. The adsorption capacity of such systems for acid gases does not exceed 10 wt.%.

Мезопористый MgO, модифицированный нитратом калия [А.-Т. Vu et al. Mesoporous MgO sorbent promoted with KNO3 for CO2 capture at intermediate temperatures/ Chemical Engineering Journal 258 (2014) 254-264] имеет емкость по кислым газам около 13.9 вес.%.Mesoporous MgO modified with potassium nitrate [A.-T. Vu et al. Mesoporous MgO sorbent promoted with KNO 3 for CO 2 capture at intermediate temperatures / Chemical Engineering Journal 258 (2014) 254-264] has an acid gas capacity of about 13.9% by weight.

Известны адсорбенты на основе оксида магния, нанесенного на оксидные или углеродные носители. Оксид магния на углеродном носителе был получен карбонизацией композита, состоящего из оксида кремния, обработанного серной кислотой, триблоксополимера, сахарозы и нитрата магния [M. Bhagiyalakshmi et al. A direct synthesis of mesoporous carbon supported MgO sorbent for CO2 capture/ Fuel 90 (2011) 1662-1667]. Этот адсорбент показал емкость по кислым газам на уровне 9 вес.%.Adsorbents based on magnesium oxide supported on oxide or carbon carriers are known. Carbon-supported magnesium oxide was obtained by carbonizing a composite consisting of sulfuric acid treated silica, tribloxopolymer, sucrose and magnesium nitrate [M. Bhagiyalakshmi et al. A direct synthesis of mesoporous carbon supported MgO sorbent for CO 2 capture / Fuel 90 (2011) 1662-1667]. This adsorbent showed an acid gas capacity of 9% by weight.

Известен мезопористый силикат типа SBA-15, модифицированный 3-аминопропил-триметоксисиланом [A. Zukal, J. Jagiello, J. Mayerov, J. Cejka, Thermodynamics of CO2 adsorption on functionalized SBA-15 silica. NLDFT analysis of surface energetic heterogeneity // Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (2011) 15468]. Лучшая емкость по кислым газам составила 3,54 вес.% для адсорбента, содержащего наибольшее количество 3-аминопропил-триметоксисилана, а именно в количестве 2,6 ммоль на 1 г адсорбента.Known mesoporous silicate type SBA-15, modified with 3-aminopropyl-trimethoxysilane [A. Zukal, J. Jagiello, J. Mayerov, J. Cejka, Thermodynamics of CO 2 adsorption on functionalized SBA-15 silica. NLDFT analysis of surface energetic heterogeneity // Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (2011) 15468]. The best acid gas capacity was 3.54 wt.% For an adsorbent containing the largest amount of 3-aminopropyl-trimethoxysilane, namely, 2.6 mmol per 1 g of adsorbent.

Наиболее близким по существенным признакам к предлагаемому адсорбенту является адсорбент для улавливания кислых газов, с нанесенным компонентом, представляющий собой 4 вес.% MgO на мезопористых неорганических цеолитоподобных носителях типа Al-SBA-15 [A. Zukal et al. MgO-modified mesoporous silicas impregnated by potassium carbonate for carbon dioxide adsorption/ Microporous and Mesoporous Materials 167 (2013) 44-50], который демонстрирует хорошие адсорбционные свойства по отношению к кислым газам. Температура полной десорбции кислых газов составляла 300°С. Дополнительная модификация такой системы карбонатом калия (5 вес.%) приводит к увеличению адсорбционной емкости, которая, однако, не превышает 5 вес.% (25 см3/г).The closest in essential features to the proposed adsorbent is an adsorbent for trapping acid gases, with a component deposited, representing 4 wt.% MgO on mesoporous inorganic zeolite-like Al-SBA-15 carriers [A. Zukal et al. MgO-modified mesoporous silicas impregnated by potassium carbonate for carbon dioxide adsorption / Microporous and Mesoporous Materials 167 (2013) 44-50], which exhibits good adsorption properties with respect to acid gases. The temperature of complete desorption of acid gases was 300 ° C. Additional modification of such a system with potassium carbonate (5 wt.%) Leads to an increase in adsorption capacity, which, however, does not exceed 5 wt.% (25 cm 3 / g).

Недостатком указанного адсорбента (мезопористого силиката типа MgO/Al-SBA-15) является низкая емкость по кислым газам. Еще одним недостатком указанных систем является достаточно высокая температура десорбции кислых газов - 300°С (стадия регенерации адсорбента). Кроме того, в присутствии воды емкость этого адсорбента по кислым газам снижается в 2-3 раза.The disadvantage of this adsorbent (mesoporous silicate type MgO / Al-SBA-15) is the low acid gas capacity. Another drawback of these systems is the rather high temperature of desorption of acid gases - 300 ° C (adsorbent regeneration stage). In addition, in the presence of water, the capacity of this adsorbent for acid gases is reduced by 2-3 times.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является получение адсорбента для сернистого газа, обладающего увеличенной адсорбционной емкостью при одновременном снижении температуры десорбции (регенерации).The objective of the present invention is to obtain an adsorbent for sulfur dioxide having an increased adsorption capacity while reducing the temperature of desorption (regeneration).

Поставленная задача решается адсорбентом для сернистого газа, представляющим собой носитель, в качестве которого используется мезопористый силикат МСМ-41 с удельной поверхностью около 1300 м2/г с допустимой величиной погрешности до 10% с нанесенным карбонатом натрия, при этом количество нанесенного карбоната натрия составляет 20-30 вес.% от общей массы адсорбента.The problem is solved by an adsorbent for sulfur dioxide, which is a carrier, which is used as a mesoporous silicate MCM-41 with a specific surface area of about 1300 m 2 / g with an allowable error of up to 10% with deposited sodium carbonate, while the amount of deposited sodium carbonate is 20 -30 wt.% Of the total mass of the adsorbent.

Техническим результатом является то, что полученный адсорбент обладает увеличенной адсорбционной емкостью (10-15 вес.%), при этом адсорбент обладает свойством десорбции (регенерации) при температуре 100-150°С.The technical result is that the obtained adsorbent has an increased adsorption capacity (10-15 wt.%), While the adsorbent has the property of desorption (regeneration) at a temperature of 100-150 ° C.

Поглощение протекает в соответствии со стехиометрией реакции:The absorption proceeds in accordance with the stoichiometry of the reaction:

Na2CO3+SO22O=2NaHSO3 Na 2 CO 3 + SO 2 + H 2 O = 2NaHSO 3

Таким образом, полученный адсорбент для сернистого газа обладает улучшенными свойствами по улавливанию, концентрированию и хранению сернистого газа.Thus, the obtained adsorbent for sulfur dioxide has improved properties for the capture, concentration and storage of sulfur dioxide.

Для увеличения адсорбционной способности предлагается адсорбент на основе МСМ-41 и карбоната натрия, нанесенного путем влажной пропитки матрицы водным раствором карбоната натрия. Нанесение раствора карбоната натрия осуществляют в несколько приемов с промежуточными сушками таким образом, чтобы количество нанесенного карбоната составляло 20-30 вес.% Na2CO3 от общей массы адсорбента.To increase the adsorption capacity, an adsorbent based on MCM-41 and sodium carbonate deposited by wet impregnation of the matrix with an aqueous solution of sodium carbonate is proposed. The application of the sodium carbonate solution is carried out in several stages with intermediate dryers so that the amount of carbonate deposited is 20-30 wt.% Na 2 CO 3 of the total mass of the adsorbent.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Для получения адсорбента согласно настоящему изобретению используют носитель, представляющий собой мезопористый силикат типа МСМ-41 с удельной поверхностью около 1300 м2/г и с объемом пор 1,1 см3/г с допустимой величиной погрешности до 10% от указанных параметров (R. Schmidt,

Figure 00000001
Ε. Hansen, D. Akporiaye, O.H. Ellestad, Microporous Materials, Vol.3, no. 4-5, 1995, P. 443-448). Затем носитель пропитывают водным раствором карбоната натрия с концентрацией от 10 до 20 вес.%. При этом для достижения лучшего распределения раствора на носителе пропитку осуществляют в несколько приемов с промежуточными сушками. Предпочтительно носитель пропитывать по влагоемкости водным раствором карбоната натрия в течение 15-20 мин и высушивать при комнатной температуре (20-25°С) в течение 5-6 часов до достижения состояния сухого порошка. При этом чередование стадий пропитки и сушки осуществляется до достижения нанесенного карбоната в количестве 20-30 вес.% Nа2СО3 от общей массы адсорбента. Для достижения указанного количества (до поглощения носителем всего раствора карбоната натрия) нанесенного натрия карбоната достаточно проведения 2-5 стадий (чередования нанесения и сушки). Количество нанесенного карбоната натрия определяют весовым методом. После последней сушки полученный адсорбент нагревают в потоке инертного газа до 150°С и выдерживают до постоянного веса, приблизительно в течение 2-3 ч.To obtain the adsorbent according to the present invention, a support is used, which is a mesoporous silicate of the MCM-41 type with a specific surface area of about 1300 m 2 / g and a pore volume of 1.1 cm 3 / g with an allowable error of up to 10% of these parameters (R. Schmidt,
Figure 00000001
Ε. Hansen, D. Akporiaye, OH Ellestad, Microporous Materials, Vol. 3, no. 4-5, 1995, P. 443-448). Then the carrier is impregnated with an aqueous solution of sodium carbonate with a concentration of from 10 to 20 wt.%. Moreover, to achieve a better distribution of the solution on the carrier, the impregnation is carried out in several stages with intermediate dryers. Preferably, the carrier is soaked in moisture capacity with an aqueous solution of sodium carbonate for 15-20 minutes and dried at room temperature (20-25 ° C) for 5-6 hours until a dry powder is reached. In this case, the alternation of the stages of impregnation and drying is carried out until the deposited carbonate is reached in an amount of 20-30 wt.% Na 2 CO 3 of the total adsorbent mass. To achieve the specified amount (before the carrier absorbs the entire sodium carbonate solution) of the deposited sodium carbonate, it is sufficient to carry out 2-5 stages (alternating application and drying). The amount of sodium carbonate applied is determined by the gravimetric method. After the last drying, the resulting adsorbent is heated in an inert gas stream to 150 ° C and maintained to a constant weight for approximately 2-3 hours.

Поскольку адсорбент предназначен для улавливания, концентрирования и хранения сернистого газа SO2 в составе отходящих газов химических и металлургических производств, предприятий тепловой энергетики, содержащих пары воды и сернистый газ, для проверки адсорбционной емкости адсорбент насыщали смесью, моделирующей топочные газы. Для этого готовили смесь, содержащую 2 об.% Н2O и 200 ррм SO2 с допустимой величиной погрешности в пределах 10%. Насыщение адсорбента смесью проводили при температуре 20-30°С в течение 1 ч и взвешивали. Количество поглощенного SO2 также можно определить методом термодесорбции при 150-200°С (10 град/мин, скорость Не - 40 мл/мин ±10%) с улавливанием SO2 в ловушке, охлаждаемой жидким азотом.Since the adsorbent is designed to capture, concentrate and store sulfur dioxide SO 2 in the composition of waste gases from chemical and metallurgical industries, thermal power plants containing water vapor and sulfur dioxide, the adsorbent was saturated with a mixture simulating flue gases to check the adsorption capacity. To this mixture was prepared containing 2 vol.% H 2 O and 200 ppm SO 2 with the permissible error value is within 10%. The adsorbent was saturated with the mixture at a temperature of 20-30 ° C for 1 h and weighed. The amount of SO 2 absorbed can also be determined by thermal desorption at 150-200 ° С (10 deg / min, the rate of He is 40 ml / min ± 10%) with the capture of SO 2 in a trap cooled with liquid nitrogen.

Емкость полученного адсорбента составляет от 10 до 15 вес.%, при этом адсорбент обладает свойством десорбции (регенерации) при температуре 100-150°С.The capacity of the obtained adsorbent is from 10 to 15 wt.%, While the adsorbent has the property of desorption (regeneration) at a temperature of 100-150 ° C.

Используемый мезопористый силикат МСМ-41 с удельной поверхностью около 1300 м2/г и с объемом пор 1,1 см3/г с нанесенным карбонатом натрия имеет достаточную площадь поверхности пор и достаточное количество нанесенного вещества для адсорбции сернистого газа. Указанные параметры поверхности, объема пор и наносимого компонента действуют совместно на достижение технического результата. Количество нанесенного компонента свыше 30 вес.% от общей массы адсорбента нецелесообразно, т.к. большая часть пор будет заполнена карбонатом натрия, что в свою очередь повлияет на адсорбционную емкость адсорбента. Нанесение карбоната натрия в количестве менее 20 вес.% от общей массы адсорбента не позволит добиться заявленной адсорбционной емкости.The mesoporous silicate MCM-41 used with a specific surface area of about 1300 m 2 / g and a pore volume of 1.1 cm 3 / g coated with sodium carbonate has a sufficient pore surface area and a sufficient amount of supported material for adsorption of sulfur dioxide. The indicated parameters of the surface, pore volume and the applied component act together to achieve a technical result. The amount of the applied component in excess of 30 wt.% Of the total mass of the adsorbent is impractical, because most of the pores will be filled with sodium carbonate, which in turn will affect the adsorption capacity of the adsorbent. The application of sodium carbonate in an amount of less than 20 wt.% Of the total mass of the adsorbent will not allow to achieve the declared adsorption capacity.

Достижение технического результата предлагаемым в настоящем изобретении адсорбентом иллюстрируется примерами.The achievement of the technical result proposed in the present invention, the adsorbent is illustrated by examples.

Пример 1Example 1

1 г воздушно-сухого адсорбента - мезопористого силиката МСМ-41 с удельной поверхностью около 1300 м2/г и с объемом пор 1,1 см3/г пропитывали 1 M водным раствором карбоната натрия в 3 приема с промежуточными сушками таким образом, что количество нанесенного карбоната составляло 20 вес.% Nа2СО3, т.е. 0.2 г Na2СО3 + 0.8 г носителя. После пропитки полученный адсорбент нагревали в потоке инертного газа до 150°С и выдерживали 2 ч (до постоянного веса). Адсорбент насыщали смесью, моделирующей топочные газы с содержанием 2 об.% Н2O и 200 ррм SO2, при 30°С и взвешивали. Количество поглощенного SO2 определяли также методом термодесорбции при 150-200°С (10 град/мин, скорость Не - 40 мл/мин) с улавливанием SO2 в ловушке, охлаждаемой жидким азотом. Количество поглощенного при 30°С и затем выделенного при 200°С SO2, отнесенное на 1 г сухого сорбента (0.8 г мезопористого силиката + 0,2 г Na2СО3) и выраженное в %, составляло 10.5 вес.%.1 g of air-dry adsorbent - mesoporous silicate MCM-41 with a specific surface area of about 1300 m 2 / g and a pore volume of 1.1 cm 3 / g was impregnated with 1 M aqueous solution of sodium carbonate in 3 doses with intermediate dryers so that the amount deposited carbonate was 20 wt.% Na 2 CO 3 , i.e. 0.2 g of Na 2 CO 3 + 0.8 g of support. After impregnation, the resulting adsorbent was heated in an inert gas stream to 150 ° C and held for 2 hours (to constant weight). The adsorbent was saturated with a mixture simulating flue gases with a content of 2 vol.% H 2 O and 200 rpm SO 2 at 30 ° C and weighed. The amount of SO 2 absorbed was also determined by thermal desorption at 150-200 ° C (10 deg / min, He rate of 40 ml / min) with SO 2 trapped in a trap cooled with liquid nitrogen. The amount of SO 2 absorbed at 30 ° С and then released at 200 ° С, per 1 g of dry sorbent (0.8 g of mesoporous silicate + 0.2 g of Na 2 СО 3 ) and expressed in%, was 10.5 wt.%.

Пример 2Example 2

1 г воздушно-сухого адсорбента - мезопористого силиката МСМ-41 с удельной поверхностью около 1300 м2/г и с объемом пор 1,1 см3/г пропитывали 1 M водным раствором карбоната натрия в 4 приема с промежуточными сушками таким образом, что количество нанесенного карбоната составляло 30 вес.% Na2CO3, т.е. 0.3 г Nа2СО3 + 0.7 г носителя. После пропитки полученный адсорбент нагревали в потоке инертного газа до 150°С и выдерживали 2 ч (до постоянного веса). Адсорбент насыщали смесью, моделирующей топочные газы с содержанием 2 об.% Н2O и 200 ррм SO2, при 30°С и взвешивали. Количество поглощенного SO2 определяли также методом термодесорбции при 150-200°С (10 град/мин, скорость Не - 40 мл/мин) с улавливанием SO2 в ловушке, охлаждаемой жидким азотом. Количество поглощенного при 30°С и затем выделенного при 200°С SO2, отнесенное на 1 г сухого сорбента (0.7 г мезопористого силиката + 0,3 г Nа2СО3) и выраженное в %, составляло 15 вес.%.1 g of air-dry adsorbent - mesoporous silicate MCM-41 with a specific surface area of about 1300 m 2 / g and a pore volume of 1.1 cm 3 / g was impregnated with 1 M aqueous solution of sodium carbonate in 4 doses with intermediate dryers so that the amount supported carbonate was 30 wt.% Na 2 CO 3 , i.e. 0.3 g of Na 2 CO 3 + 0.7 g of carrier. After impregnation, the resulting adsorbent was heated in an inert gas stream to 150 ° C and held for 2 hours (to constant weight). The adsorbent was saturated with a mixture simulating flue gases with a content of 2 vol.% H 2 O and 200 rpm SO 2 at 30 ° C and weighed. The amount of SO 2 absorbed was also determined by thermal desorption at 150-200 ° C (10 deg / min, He rate of 40 ml / min) with SO 2 trapped in a trap cooled with liquid nitrogen. The amount of SO 2 absorbed at 30 ° С and then released at 200 ° С per 1 g of dry sorbent (0.7 g of mesoporous silicate + 0.3 g of Na 2 СО 3 ) and expressed in% was 15 wt.%.

Данные примеров показывают, что предлагаемый в настоящем изобретении модифицированный адсорбент в 2 раза по характеристикам емкости по SO2 превосходит известные адсорбенты данного назначения и характеризуется более низкой температурой десорбции SO2.These examples show that according to the present invention, the modified adsorbent 2 times capacitance characteristics of SO 2 exceeds the known adsorbents, and this purpose is characterized by a lower temperature stripping SO 2.

Claims (1)

Адсорбент для сернистого газа, представляющий собой носитель с нанесенным компонентом, отличающийся тем, что в качестве носителя он содержит мезопористый силикат МСМ-41 с удельной поверхностью 1300 м2/г с допустимой величиной погрешности до 10%, а в качестве нанесенного компонента содержит карбонат натрия, при этом количество нанесенного карбоната натрия составляет 20-30 вес.% от общей массы адсорбента.Sulfur gas adsorbent, which is a carrier with a deposited component, characterized in that it contains a mesoporous silicate MCM-41 with a specific surface area of 1300 m 2 / g with an allowable error of up to 10%, and contains sodium carbonate as a supported component while the amount of deposited sodium carbonate is 20-30 wt.% of the total mass of the adsorbent.
RU2016109038A 2016-03-14 2016-03-14 Adsorbent for sulfur dioxide RU2620793C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109038A RU2620793C1 (en) 2016-03-14 2016-03-14 Adsorbent for sulfur dioxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109038A RU2620793C1 (en) 2016-03-14 2016-03-14 Adsorbent for sulfur dioxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620793C1 true RU2620793C1 (en) 2017-05-29

Family

ID=59032402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016109038A RU2620793C1 (en) 2016-03-14 2016-03-14 Adsorbent for sulfur dioxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620793C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1754183A1 (en) * 1990-06-04 1992-08-15 Уральский лесотехнический институт им.Ленинского комсомола Method for gas cleaning from hydrogen sulfide and sulfur dioxide
EA013441B1 (en) * 2005-09-07 2010-04-30 Эни С.П.А. Process for removal in continuous of hydrogen sulfide from gaseous streams
RU2525178C1 (en) * 2013-02-28 2014-08-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) Adsorbent for drying gases
RU2566899C1 (en) * 2013-09-20 2015-10-27 Учреждение "Стоматологический колледж профессора Рузиддинова" Universal filtering element
RU2014117984A (en) * 2014-05-06 2015-11-20 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) ADSORBENT FOR COOLING GASES

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1754183A1 (en) * 1990-06-04 1992-08-15 Уральский лесотехнический институт им.Ленинского комсомола Method for gas cleaning from hydrogen sulfide and sulfur dioxide
EA013441B1 (en) * 2005-09-07 2010-04-30 Эни С.П.А. Process for removal in continuous of hydrogen sulfide from gaseous streams
RU2525178C1 (en) * 2013-02-28 2014-08-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) Adsorbent for drying gases
RU2566899C1 (en) * 2013-09-20 2015-10-27 Учреждение "Стоматологический колледж профессора Рузиддинова" Universal filtering element
RU2014117984A (en) * 2014-05-06 2015-11-20 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) ADSORBENT FOR COOLING GASES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11000830B2 (en) Low cost immobilized amine regenerable solid sorbents
Nguyen et al. A novel removal of CO2 using nitrogen doped biochar beads as a green adsorbent
Lee et al. CO2 absorption and regeneration of alkali metal-based solid sorbents
AU2012395691B2 (en) Method for preparing solid amine gas adsorption material
CA2931941C (en) Regenerative adsorbents of modified amines on nano-structured supports
Plaza et al. Application of thermogravimetric analysis to the evaluation of aminated solid sorbents for CO 2 capture
RU2576634C1 (en) Adsorbent for trapping, concentration and storage of carbon dioxide
Veneman et al. Adsorption of CO2 and H2O on supported amine sorbents
KR101466648B1 (en) The Synthesis Method for Zeolite-Carbon nitride Compound Hybrid and its Selective CO2 Adsorption
KR101823622B1 (en) Carbon dioxide absorbent with improved moisture stability and manufacturing method thereof
CN107115845B (en) Carbon dioxide adsorbent, carbon dioxide adsorption tower and carbon dioxide recovery system
Meng et al. Exploring the stability on exposure to acid impurities of polyethyleneimine-functionalized silica for post-combustion CO2 capture
US10583388B2 (en) Amino acids react with carbon dioxide (CO2) and form nanofibers and nanoflowers
JP4772852B2 (en) Heat resistant carbon dioxide absorbent, production method thereof, carbon dioxide absorption method and carbon dioxide absorption apparatus using the same
Thomassen et al. (Keynote) separation of flue gas components by SILP (supported ionic liquid-phase) absorbers
RU2620793C1 (en) Adsorbent for sulfur dioxide
WO2010109477A2 (en) A process for the preparation of molecular sieve adsorbent for the size/shape selective adsorption of carbon dioxide from its gaseous mixture with nitrogen
RU2620116C1 (en) Adsorbent for hydrogen sulfide
RU2576632C1 (en) Adsorbent for trapping, concentration and storage of carbon dioxide
Zaini et al. Adsorption of Carbon Dioxide on Monoethanolamine (MEA) –Impregnated Kenaf Core Fiber by Pressure Swing Adsorption System (PSA)
RU2169606C2 (en) Composite drier for gases and liquids
JP2004261670A (en) Method for treating exhaust gas
Kusrini et al. Enrichment process of biogas using simultaneous absorption-adsorption methods
KR102176439B1 (en) Amine adsorbent for co2 capture process
Greish et al. Nanoscale Adsorbents of Carbon Dioxide