[发明专利]改性白云石制备的钙镁复盐CO2吸收剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中温条件下的干法CO₂捕集技术，具体地是一种利用天然白云石制备得到可在中温条件下进行CO₂吸收与再生的钙镁复盐CO₂吸收剂。

本发明还涉及上述改性白云石制备的钙镁复盐CO₂吸收剂的制备方法。

背景技术

中国能源结构以煤为主，煤炭在中国一次能源利用中所占比例较高。煤炭利用过程中产生的CO₂，使我国在温室气体减排方面面临着巨大压力，开发低成本、可规模化使用的碳捕集技术日益迫切。碳捕集的主要技术路线分为燃烧前CO₂捕获、燃烧后烟气中CO₂捕获、以及燃烧过程中的化学链燃烧或富氧燃烧技术。燃烧前CO₂捕集技术又有干法和湿法之分，在IGCC工艺中，采用固体CO₂吸收剂进行干法捕集比传统的湿法溶液捕集技术更能有效地利用煤气显热，提高电厂效率。且燃烧前CO₂捕获技术可运用于煤制CH₄或煤制H₂等煤气转化工艺中，通过对煤气中CO₂的吸收，提高煤气中H₂或CH₄含量。

目前钙基CO₂吸收剂由于较高的理论CO₂吸收能力、来源广泛、价格低廉等得到广泛关注。天然的石灰石和白云石作为最常用的钙基原材料，更是得到研究者的亲睐。但钙基吸收剂在运用过程中也存在一些问题，如再生温度较高，循环利用过程中消耗的再生热较多；在碳酸化、煅烧循环过程中，由于碳酸化的高放热过程和高温煅烧过程，钙基吸收剂出现烧结现象，使得其循环吸收性能下降。虽然白云石中由于惰性成分MgO的存在会减缓其吸收能力的下降，但仍存在再生能耗大的问题。

已有研究表明碱金属碳酸盐促进的镁基复盐CO₂吸收剂能在400℃左右进行CO₂的吸收和再生，且循环过程中镁基复盐吸收剂吸收性能稳定。选择对应的硝酸盐和碳酸盐通过共沉淀法合成得到Na₂Mg(CO₃)₂、K₂Mg(CO₃)₂和CaMg(CO₃)₂等镁基复盐吸收剂均具有稳定的CO₂吸收性能。天然的白云石产量丰富，但将其直接煅烧得到的镁基吸收剂吸收能力很差。若能通过对产量丰富、价格低廉的天然白云石进行改性得到吸收性能较好的镁基复盐CO₂吸收剂，则可进一步降低再生温度低、吸收性能稳定的镁基复盐吸收剂的制备成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性白云石制备的钙镁复盐CO₂吸收剂。

本发明的又一目的在于提供一种制备上述改性白云石制备的钙镁复盐CO₂吸收剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的改性白云石制备的钙镁复盐CO₂吸收剂，白云石中的成分CaMg(CO₃)₂与碱金属硝酸盐的的质量比为1:0.1-0.3；

通过下述方法得到：

1）将白云石粉碎，得到含CaMg(CO₃)₂的白云石粉末；

2）将碱金属硝酸盐溶解于水中；

3）按CaMg(CO₃)₂与碱金属硝酸盐质量比1:0.1-0.3，将步骤1的白云石粉末浸泡在步骤2制备的碱金属硝酸盐溶液中，60-80℃下搅拌；

4）将步骤3的混合液烘干；

5）将步骤4烘干所得的粉末在400-550℃煅烧得到改性白云石制备的钙镁复盐CO₂吸收剂。

本发明提供的制备权利要求1所述改性白云石制备的钙镁复盐CO₂吸收剂的方法，其步骤如下：

1）将白云石粉碎，得到含CaMg(CO₃)₂的白云石粉末；

2）将碱金属硝酸盐溶解于水中；

3）按CaMg(CO₃)₂与碱金属硝酸盐质量比1:0.1-0.3，将步骤1的白云石粉末浸泡在步骤2制备的碱金属硝酸盐溶液中搅拌；