[发明专利]河道底泥作载体的高强度干式再生用CO2吸附剂及其制备

说明书

技术领域

本发明属CO2干式吸收剂及其制备领域，特别是涉及一种河道底泥作载体的高强度干式再生用CO₂吸附剂及其制备。

背景技术

气候变化已经成为人类可持续发展的头号问题。众所周知，CO2是一种排放量最大的温室气体。据预测，我国的CO₂总排放量将于2020年左右超过美国而成为CO₂的头号排放大国，这样势必会给我国乃至全球带来更加严重的气候和生态环境的负面影响，因此，必须尽早尽快采取有效措施控制CO2的排放，减缓“温室效应”。考虑到电厂烟气中CO2的分压低和技术工艺的成熟性，化学吸收法对烟气中CO2的脱除相对而言是一种比较好的选择。因此利用干法吸收剂通过气固反应脱除CO2的技术具有反应能耗低、循环利用效率高、对设备无腐蚀、无二次污染且耗水量小等优点，已成为目前的研究热点。但目前干法吸收过程中载体使用的是AC(活性炭)、TiO2、MgO、SiO2、Al2O3、NaX、CsNaX、CaO等，运行费用较高，不适合电厂中大规模使用。

河道底泥是水环境生态系统的重要组成部分，是水土界面物质交替的过渡带，当湖泊外部污染源得到控制后，含有大量污染质的底泥常成为湖泊水体的主要污染源。目前，国内治理湖泊底泥污染主要采用环境疏浚技术，疏浚出来的底泥，通常被作为固体废弃物堆放在贮泥场中，该法不但占用大量土地，还对环境产生二次污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供河道底泥作载体的高强度干式再生用CO₂吸附剂及其制备，该吸附剂比表面积大、孔隙率好、强度高、耐磨损，特别是对二氧化碳的吸附脱除作用非常显著，制备方法简单实用，成本低，适合于工业化生产。

本发明的一种河道底泥作载体的高强度干式再生用CO₂吸附剂，其组分包括：吸收剂、载体及粘结剂，其重量比为2～6∶4～8∶1～2，其中吸收剂为碳酸钠或碳酸钾，载体包括重量比4∶1的载体基料和载体辅料，载体基料为河道底泥，载体辅料为粘土及生活污水处理厂脱水污泥，粘结剂为液体硅酸钠(工业水玻璃)。

所述的吸收剂、载体及粘结剂的重量比为3∶6∶1或4∶5∶1。

所述的河道底泥为苏州河河道底泥或其他河道底泥。

本发明的一种河道底泥作载体的高强度干式再生用CO₂吸附剂的制备方法，包括：(1)将上述河道底泥干燥除杂，用球磨机研磨筛分后得到粒径为50～100μm的颗粒料，作为载体基料，再将粘土及生活污水处理厂脱水污泥按1∶1重量比混合，干燥后研磨得到粒径为50～100μm的颗粒料作为载体辅料，基料与辅料按重量比4∶1混合后进入球磨机共磨成粒径为5～50μm的微分粒；

(2)将研磨后的微粉粒、吸收剂及粘结剂按重量百比2～6∶4～8∶1～2加入水中，同时加入消泡剂与分散剂，混合成泥浆；

(3)通过喷雾干燥器将泥浆制成粒径为50～100μm的球粒，干燥后进行煅烧得成品。

所述步骤(2)中的消泡剂为有机硅消泡剂，用量为0.5wt％。

所述步骤(2)中的分散剂为阴离子型分散剂多羧酸碳酸钠，用量为5wt％。

所述步骤(3)中的煅烧工艺为煅烧成型温度1100-1250℃，烧结时间为0.5h。

本发明通过河道底泥作为载体基料，河道底泥的主要化学成分包括SiO2、Al2O3等，均具有较大比表面积和较大空隙率；且底泥中还含有K2O、N2O、MgO、CaO、FeO等起助熔作用的熔剂氧化物，及一些发气成分，在物料高温时能够产生气体，以河道底泥作为载体既可以解决载体材料问题，又可以处置部分河道底泥，实现废物再利用，底泥本身具有粘性，可减少粘结剂使用。粘结剂为液体硅酸钠，一方面可以起到粘结作用，另一方面也可以增大Na2O的含量，加大助熔功能，使所需颗粒更易成型。使用粘土作为添加剂，同时也可以起到粘结作用；采用生活污水处理厂脱水污泥作为添加剂，脱水污泥中绝大部分为有机物，其烧失率可达66％，吸附剂焙烧过程中，有机物的烧失使得更多微孔形成，这样有利于增大吸附剂空隙率，增加吸收效率。以难以处置的河道底泥作为载体合成的吸附剂具有比表面积大、孔隙率好、吸附性好、强度高、耐磨损等优点，吸收与再生效果显著，同时可以废物再利用，实现以废治废。

有益效果

(1)本发明比表面积大、孔隙率好、强度高、耐磨损，特别是对二氧化碳的吸附脱除作用非常显著。

(2)本发明制备方法简单实用，成本低，适合于工业化生产。