[发明专利]一种从工业尾气中回收CO的吸附剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及用于回收CO的吸附剂，尤其是涉及一种从工业尾气中回收CO的吸附剂及其制备方法和应用，属于化工分离技术领域。

背景技术

一氧化碳（CO）是一种重要的基础化工原料，可用于合成许多重要化工产品，如醋酸、甲酸、草酸、二甲基甲酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯以及各种金属羰基化合物等，可形成甲醇-醋酸-醋酸乙烯酯、草酸酯-乙二醇-聚酯、碳酸二甲酯-聚碳酸酯等产业链。

CO来源丰富，通常通过煤造气或天然气造气得到，但因煤造气和天然气造气成本高，从工业尾气中回收CO具有成本优势。许多工业废气中均含有大量的CO，如我国每年排放200多亿m³甲醇尾气（CO浓度5%～7%）、130亿m³电石炉尾气（CO浓度75%～85%）、1600亿m³焦炉气（CO浓度5%～7%）、100亿m³黄磷尾气（CO浓度80%～90%）、7000亿m³高炉气（CO浓度27%）、300亿m³转炉气（CO浓度55%）等。若能有效回收上述工业尾气，可得到2300多亿m³的一氧化碳产品气，既能作为发展碳一化工的重要碳源，还可减少煤炭消耗，起到治理工业废气污染、实现资源循环利用的作用，具有经济、社会、环保等多重效益。

在上述工业废气中，CO通常与H₂、N₂、CH₄、CO₂及其他杂质共存，要获得纯度较高的CO产品气，必须进行气体的净化、分离和提纯。

对于CO的分离提纯，目前已经工业化和正在开发的分离方法主要有深冷分离法、溶剂吸收法、膜分离法以及固体吸附分离法等。

固体吸附分离法是目前应用较广的技术。

固体吸附分离法有变压吸附（PSA）和变温吸附（TSA）两种方法。这两种方法的分离原理是利用固体吸附剂对不同气体组分的吸附性能以及吸附量随压力（温度）变化而变化的特性，实现加压吸附气体组分，减压脱附再生，进而实现混合气的分离和提纯。它们的共同特点是由于气固分离操作被分离的CO气体中不混入溶剂蒸汽，不存在溶剂损失和溶剂回收问题。尤其是PSA法，基本不涉及到热量的消耗问题，仅仅通过压力的变化就能回收得到CO。固体吸附分离技术与其他分离技术相比较，具有能耗低、设备简单易于自动化等优点。

PSA法的关键是开发研制高效的CO吸附剂。

PSA工艺中常用的物理吸附剂有分子筛、活性炭、硅胶、活性氧化铝等。这些物理吸附剂本身对CO的吸附量和选择性比较差，加之CO与N₂和CH₄的分离系数小，使得CO很难从含有CO、CO₂、N₂和CH₄的混合物中分离出来。

CO能与过渡金属形成键能不太高的络合物，基于络合吸附原理，日本、美国等较早进行了专用于CO吸附的吸附剂研究。

中国发明专利CN86102838公开了一种高效吸附剂及其制备方法和用途，将CuCl与13X、NaY分子筛等多种具有高比表面积的载体相混合制备高效CO吸附剂，已成功地应用于PSA分离CO，得到的气体纯度大于99%，收率大于85%，但需要加热到80℃以上才能脱附。

中国发明专利CN96117226.6公开了一种含氮气中一氧化碳净化催化剂，由氯化铜、活性炭、天然优质凹凸棒土和混合稀土氯化物经浸渍或/和混合制成，用于净化含氮气中微量一氧化碳的变温吸附或变压吸附过程。但不适用于工业尾气中较高CO浓度的分离和提纯。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种使用时无需活化，常温即可解析，可用于富CO工业尾气提纯的吸附剂。

本发明的另一目的是提供上述吸附剂的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述吸附剂的应用。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种从工业尾气中回收CO的吸附剂，以活性炭为载体，负载活性组分和活性助剂，所述活性组分为氯化亚铜，所述活性助剂为Fe、Co中的一种或两种，加入成型助剂制备而成。

作为优选的，以单质计，所述活性组分铜的重量百分含量为5%～50%；所述活性助剂的重量百分含量为1%～30%，所述成型助剂的重量百分含量为5%～20%，余量为载体。