本發(fā)明涉及二氧化碳吸附劑，尤其涉及一種mgo基吸附劑顆粒的制備方法。

背景技術(shù)：

1、針對化石能源消耗產(chǎn)生的co2，大力開發(fā)捕集co2的技術(shù)尤為重要。碳捕集、利用和封存(carboncapture,utilizationand?storage,ccus)被認為是減少、控制和回收大氣中過量co2排放的有效策略。使用固體吸附劑捕集co2被認為是減少co2排放的可靠途徑。在各種固體吸附劑中，mgo基吸附劑由于來源廣泛、再生溫度低以及理論吸附容量高的特點備受關(guān)注。目前對mgo吸附劑的開發(fā)和研究大多集中在制備粉狀吸附劑，雖然這類吸附劑具有較高的co2吸附性能，但在工業(yè)應(yīng)用中，粉狀吸附劑由于粒徑分布不均勻或因磨損而產(chǎn)生細小粒徑的粉末顆粒，進一步在雙固定床反應(yīng)器或雙循環(huán)流化床中逸出反應(yīng)器，造成吸附劑材料的浪費或設(shè)備的損壞，不利于吸附操作。其次，由于粉狀吸附劑機械強度差，需要額外補充新鮮吸附劑，增加運行成本。于是，在工業(yè)應(yīng)用這些吸附劑之前，對mgo粉體進行成型是解決這些問題的有效途徑。它可將粉狀吸附劑塑成理想的尺寸，并具有合適的抗磨損性能，這不僅是實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的必要前提，也是處理固定床反應(yīng)器壓力過大和流化床中細粉逸出反應(yīng)器等現(xiàn)象的主要策略。為了使mgo吸附劑的工業(yè)化應(yīng)用取得進展，通過有效可行的途徑制備高反應(yīng)性的吸附劑顆粒來達到降低制造成本的目的。因此，開發(fā)既具有良好的co2吸附性能，又具有良好的機械性能的吸附劑顆粒應(yīng)用于工業(yè)化co2的捕集之中尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種mgo基吸附劑顆粒的制備方法，用以解決現(xiàn)有的co2吸附劑制造成本高、吸附性能不理想的技術(shù)問題。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種mgo基吸附劑顆粒的制備方法，包括以下步驟：

4、1)將堿金屬鹽和氧化鎂混合后順次進行球磨和煅燒處理，得到堿金屬熔鹽摻雜的吸附劑粉末；

5、2)將堿金屬熔鹽摻雜的吸附劑粉末和固體成型助劑混合后進行球磨，得到干物料；對干物料和水混合得到的濕物料順次進行擠出成型、干燥和煅燒處理，即得到mgo基吸附劑顆粒；

6、或，3)將堿金屬熔鹽摻雜的吸附劑粉末和液體成型助劑濕混后順次進行擠出成型、干燥和煅燒處理，即得到mgo基吸附劑顆粒。

7、進一步的，所述堿金屬鹽包含質(zhì)量比為1：1～3的nano3和nano2；

8、所述堿金屬鹽和氧化鎂的質(zhì)量比為1：3～8。

9、進一步的，所述固體成型助劑包含田菁粉、擬薄水鋁石和微晶纖維素中的一種或幾種；所述液體成型助劑包含硝酸水溶液，所述硝酸水溶液的濃度為2～3mol/l；

10、所述固體成型助劑或液體成型助劑的添加量為堿金屬熔鹽摻雜的吸附劑粉末質(zhì)量的1～25wt％。

11、進一步的，所述步驟1)中，球磨的球料比為1～3：1，球磨的功率為20～30hz，球磨為正轉(zhuǎn)20～40min、反轉(zhuǎn)20～40min。

12、進一步的，所述步驟1)中，煅燒處理的溫度為400～500℃，煅燒處理的時間為2～4h。

13、進一步的，所述步驟2)中，球磨的球料比為1～3：1，球磨的功率為20～30hz，球磨為正轉(zhuǎn)5～15min、反轉(zhuǎn)5～15min。

14、進一步的，所述步驟2)中，水的添加量為堿金屬熔鹽摻雜的吸附劑粉末質(zhì)量的5～25wt％。

15、進一步的，所述步驟2)和步驟3)中，干燥的溫度獨立的為110～130℃，干燥的時間獨立的為10～14h。

16、進一步的，所述步驟2)和步驟3)中，煅燒處理的溫度獨立的為400～500℃，煅燒處理的時間獨立的為1～2h，升溫速率獨立的為1～5℃/min。

17、進一步的，所述擠出成型的顆粒粒徑為1.25～2.25mm。

18、本發(fā)明的有益效果：

19、本發(fā)明通過對吸附劑粉末進行成型，一方面可以進一步控制吸附劑的孔隙結(jié)構(gòu)和表面形貌，從而增加其比表面積，提高co2吸附性能。在工業(yè)應(yīng)用中，成型后的吸附劑不易破碎或磨損，其機械強度和穩(wěn)定性都得到了進一步提高，延長了使用壽命。另一方面，成型后的吸附劑可以更好地控制反應(yīng)動力學過程，提高反應(yīng)速率和效率，實現(xiàn)更有效的氣體吸附和分離。并且進一步優(yōu)化成型過程可以減少吸附劑的阻力和質(zhì)量傳遞阻力，降低系統(tǒng)能耗，提高能源利用效率。

技術(shù)特征：

1.一種mgo基吸附劑顆粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mgo基吸附劑顆粒的制備方法，其特征在于，所述堿金屬鹽包含質(zhì)量比為1：1～3的nano3和nano2；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的mgo基吸附劑顆粒的制備方法，其特征在于，所述固體成型助劑包含田菁粉、擬薄水鋁石和微晶纖維素中的一種或幾種；所述液體成型助劑包含硝酸水溶液，所述硝酸水溶液的濃度為2～3mol/l；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的mgo基吸附劑顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，球磨的球料比為1～3：1，球磨的功率為20～30hz，球磨為正轉(zhuǎn)20～40min、反轉(zhuǎn)20～40min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的mgo基吸附劑顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，煅燒處理的溫度為400～500℃，煅燒處理的時間為2～4h。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的mgo基吸附劑顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，球磨的球料比為1～3：1，球磨的功率為20～30hz，球磨為正轉(zhuǎn)5～15min、反轉(zhuǎn)5～15min。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的mgo基吸附劑顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，水的添加量為堿金屬熔鹽摻雜的吸附劑粉末質(zhì)量的5～25wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或6或7所述的mgo基吸附劑顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟2)和步驟3)中，干燥的溫度獨立的為110～130℃，干燥的時間獨立的為10～14h。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的mgo基吸附劑顆粒的制備方法，其特征在于，所述步驟2)和步驟3)中，煅燒處理的溫度獨立的為400～500℃，煅燒處理的時間獨立的為1～2h，升溫速率獨立的為1～5℃/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的mgo基吸附劑顆粒的制備方法，其特征在于，所述擠出成型的顆粒粒徑為1.25～2.25mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種MgO基吸附劑顆粒的制備方法，屬于二氧化碳吸附劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將堿金屬鹽和氧化鎂混合后順次進行球磨和煅燒處理，得到堿金屬熔鹽摻雜的吸附劑粉末；將堿金屬熔鹽摻雜的吸附劑粉末和成型助劑混合后進行球磨，得到干物料；對干物料和水混合得到的濕物料順次進行擠出成型、干燥和煅燒處理，即得到MgO基吸附劑顆粒。本發(fā)明通過對吸附劑粉末進行成型，可以進一步控制吸附劑的孔隙結(jié)構(gòu)和表面形貌，從而增加其比表面積，提高CO2吸附性能。

技術(shù)研發(fā)人員：荊潔穎,宋錦博,徐玉鳳,李文英
受保護的技術(shù)使用者：太原理工大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9