[发明专利]一种高CO2吸附能力的固体吸收剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸收剂及制备方法领域，特别涉及一种高CO₂吸附能力的固体吸收剂及其制备方法。

背景技术

温室效应及其带来的影响已日益成为全世界关注的焦点。其中，以CO₂为主的温室气体的大量排放是造成温室效应不断加剧的主要原因。根据国际能源署（IEA）能源技术统计局（ETP）在2008年统计的蓝图显示，预计到2050年，CO₂年排放量将上升到大约57GT，是目前CO₂年排放量29GT的两倍。为了将大气中CO₂浓度在2050年时控制在450ppm以内，CO₂年排放量必须减少到14GT，这将是一个重大的挑战。2008年以来，中国的CO₂年排放量为7GT，超过美国5.5GT位居世界第一。对于中国来说，减排CO₂任重而道远。

随着我国经济的高速发展，能源消耗量还会继续增加，作为一个负责任的大国，我国将面临更大的国际压力。因此，积极开展二氧化碳减排方面的研究，探索符合我国国情的二氧化碳减排之路迫在眉睫。当前，有关CO₂减排的技术层出不穷，其中，应用于火力发电行业的燃烧后脱碳的技术由于只需在现有的系统中额外增加一套CO₂分离装置，改造成本相对低，技术可行性较高，成为目前研究热点之一。

碱金属基吸收剂作为一种低温CO₂吸收剂，其碳酸化温度仅为60-80℃，再生温度为100-200℃，反应系统所需能量可完全由锅炉尾部烟气余热提供，能耗可比传统的一乙醇胺（MEA）吸收法下降16%，且具有吸收剂不易失活、循环利用率高、对设备腐蚀轻等优点。因此，碱金属基吸收剂具有广阔的应用前景。

2000-2005年，在美国Department of Energy的资助下，Louisiana State University，Research Triangle Institute和Church&Dwight针对碱金属碳酸盐（Na₂CO₃、K₂CO₃）干法脱除CO₂技术进行了研究，申请了美国专利：第6387337B1（2002.5.14.）、第6280503B1（2001.8.28.）等。近几年，在韩国科学技术部“21stCentury Frontier Programs”的资助下，韩国Kyungpook National University，Yeungnam University，Korea Electric Power Research Institute和Korea Institute of Energy Research也开展了相关的研究。韩国电力公社申请了中国专利CN200410101564.0，美国专利USP20060148642。国内东南大学也开展了这一技术的相关研究，主要围绕钾基吸收剂干法脱除CO₂技术申请了中国专利CN200810024780.8、CN200810122644.2、CN200820037600.5、CN201010200431.4、CN201010279512.8和CN201010129262.X。

上述专利均是将现有的材料，利用浸渍法等方法将载体材料和活性材料进行混合而制备的，并不能改变原载体材料固有的特性，如孔隙结构，比表面积等，常规的浸渍法，喷雾法等负载的方法在一定程度上会降低载体材料本身的孔隙结构，如载体材料γ-Al₂O₃，将碳酸盐负载后，其比表面积会降低，而且在负载的时候，活性成分量太多会导致载体材料的孔堵塞，因此，在吸收剂制备的时候具有很大的局限性，需要用大量的载体材料（60wt%以上）而为活性成分提供足够的比表面积，从而降低吸收剂整体的脱碳能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高CO₂吸附能力的固体吸收剂及其制备方法。该吸收剂价格低廉、结构稳定、碳酸化转化率高、不易失活、对设备腐蚀小、具有一定的机械强度、循环利用率高；吸收剂制备方法操作方便、费用低廉。

本发明采用以下技术方案：