[发明专利]二氧化碳吸附剂、二氧化碳吸附塔及二氧化碳回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及气体吸附技术领域，尤其是涉及一种二氧化碳吸附剂、二氧化碳吸附塔及二氧化碳回收系统。

背景技术

二氧化碳是导致全球气候变暖的温室气体的主要成分之一，对温室效应的贡献达到55％。我国是世界上最大的水泥生产国，水泥行业生产排放的二氧化碳约占我国工业生产二氧化碳排放总量的20％，因此，水泥工业面临着二氧化碳减排的巨大压力。

目前，水泥工业二氧化碳减排的最直接有效措施为对水泥窑烟气中的二氧化碳进行捕集回收利用，溶液吸收是最常用的捕集手段，即通过使用溶剂(有机胺或冷氨)将二氧化碳从烟气中分离出来，这种方法吸收容量大，反应迅速，但存在着热稳定性差，分离困难、有毒易挥发、易造成二次污染等问题，而使用固体吸附剂对二氧化碳进行吸附处理，能够在一定程度上克服溶剂吸收的缺点，但是现有的固体吸附剂吸附能力差，无法满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种二氧化碳吸附剂，以缓解现有的固体二氧化碳吸附剂吸附能力差，无法满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要的技术问题。

本发明提供的二氧化碳吸附剂，主要由以下质量份数的原料制成：氧化铝15-20份，氧化硅15-20份，方沸石10-15份，钙沸石10-15 份，碳分子筛10-15份，碳纳米管10-15份，碱金属化合物10-20份。

进一步的，方沸石与钙沸石的质量比为1：(1-2)，优选为1:1。

进一步的，所述碱金属化合物包括锂化合物、钠化合物和钾化合物中的至少一种。

进一步的，所述碱金属化合物为硅酸锂、硫酸钠和铝酸钾的混合物，且三者的摩尔比为(1-2)：(1-2)：(1-2)，优选为1：1：1。

进一步的，所述二氧化碳吸附剂采用如下步骤制备：

(a)将氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管进行等离子处理；

(b)将等离子处理后的氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管放入盛放有碱金属化合物和任选的改进剂的溶液中，进行预浸处理；

(c)将预浸处理后的氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管进行烘烤干燥，以使碱金属化合物附着于氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛和碳纳米管的表面，制得二氧化碳吸附剂前体；

(d)将二氧化碳吸附剂前体进行煅烧，即制得二氧化碳吸附剂。

本发明的目的之二在于提供一种二氧化碳吸附塔，以缓解现有的固体二氧化碳吸附剂吸附能力差，无法满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要的技术问题。

本发明提供的二氧化碳吸附塔，包括塔体，所述塔体的顶部设置有排气口，所述塔体的底部设置有进气口，所述塔体的内部设置有本发明提供的二氧化碳吸附剂。

进一步的，所述塔体的内部还设置有硅胶吸附剂，所述硅胶吸附剂与所述二氧化碳吸附剂层叠设置。

进一步的，所述塔体的底部设置有气体分布器，所述气体分布器与所述进气口相连通，所述塔体的顶部设置有气体收集器，所述气体收集器与所述排气口相连通。

本发明的目的之三在于提供一种二氧化碳回收系统，以缓解现有的固体二氧化碳吸附剂吸附能力差，无法满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要的技术问题。

本发明提供的二氧化碳回收系统，包括第一吸收单元和第二吸收单元，所述第一吸收单元包括多个本发明提供的二氧化碳吸附塔，所述第二吸收单元包括多个本发明提供的二氧化碳吸附塔，所述第一吸附单元和所述第二吸附单元之间设置有真空泵。

进一步的，所述第一吸收单元中，二氧化碳吸附塔的数量为七个；所述第二吸收单元中，二氧化碳吸附塔的数量为六个。

本发明提供的二氧化碳吸附剂，通过氧化铝、氧化硅、方沸石、钙沸石、碳分子筛、碳纳米管和碱金属化合物的协同配合，使得其不仅对二氧化碳的吸附能力强，而且稳定性好，无毒无污染，能够有效满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要，促进环境与社会的和谐发展。

本发明提供的二氧化碳吸附塔，通过在塔体的内部设置有本发明提供的二氧化碳吸附剂，使得其不仅能够快速吸附大量二氧化碳，满足水泥工业二氧化碳回收利用的需要，而且在吸附过程中无有毒有害物质排放，能够有效促进环境与社会的和谐发展。

本发明提供的二氧化碳回收系统，通过第一吸收单元和第二吸收单元进行二氧化碳的回收和利用，在满足水泥工业二氧化碳回收利用的同时也能够有效促进环境与社会的和谐发展。

附图说明