【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及二氧化碳捕集領(lǐng)域，具體地，涉及一種催化解吸二氧化碳的陶瓷填料及制備方法。
技術(shù)介紹
1、目前的低濃度二氧化碳捕集技術(shù)主要有化學(xué)吸收法、物理吸收法、物理吸附法、膜分離法、深冷分離法等，化學(xué)吸收法目前基本成熟，處于工業(yè)示范階段，它利用化學(xué)試劑與co2之間的化學(xué)反應(yīng)將co2從煙氣中分離出來的方法，常用的化學(xué)藥劑有單乙醇胺(mea)、二乙醇胺(dea)、甲基二乙醇胺(mdea)、復(fù)合胺、空間位阻胺等。常規(guī)的富液解吸方法有熱解吸、膜法解吸、降壓解吸，目前化學(xué)吸收法工業(yè)示范裝置應(yīng)用的都是熱解吸法，它的原理是富液進入解吸裝置，被加熱至100℃以上，從而使co2充分解吸。主要設(shè)備是解吸塔，解吸塔內(nèi)安裝填料，以增加接觸面積。常規(guī)的填料塔采用規(guī)整填料和散堆填料，一般的填料要求增加傳熱傳質(zhì)面積，填料的通量大且阻力小，填料的孔隙率高，比表面積大，表面也具有較好的潤濕性能。
2、但現(xiàn)有技術(shù)面臨的主要問題包括解吸再生過程中熱耗高，進而影響大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本公開的目的是提供一種催化解吸二氧化碳的陶瓷填料及制備方法，該陶瓷填料在解吸的過程中，可以降低反應(yīng)壁壘，提高反應(yīng)速率，有效降低解吸所需熱量。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本公開第一方面提供一種催化解吸二氧化碳的陶瓷填料，以所述陶瓷填料總重量計，所述陶瓷填料包括70~95重量%的基質(zhì)材料，負(fù)載于所述基質(zhì)材料上的0.8~20重量%的活性成分以及0.3~15重量%的有機摻雜劑；
3、所述基質(zhì)材料包括多孔材
4、可選地，以所述陶瓷填料總重量計，所述陶瓷填料包括90~95重量%的基質(zhì)材料，負(fù)載于所述基質(zhì)上的0.8~5重量%的活性成分和0.3~5重量%的有機摻雜劑；
5、可選地，所述基質(zhì)材料與活性成分的重量比為9~6：1，優(yōu)選為8~7：1。
6、可選地，所述基質(zhì)材料選自二氧化鈦和分子篩中的一種或幾種，所述分子篩選自zsm型分子篩，y型分子篩和hz型分子篩中的一種或幾種；優(yōu)選為二氧化鈦；優(yōu)選地，所述基質(zhì)材料的平均顆粒粒徑為0.1nm~50nm，平均孔徑為1nm~20nm，bet比表面積為1~1000m2/g，孔體積為0.01~10cm3/g；
7、可選地，所述金屬氧化物選自al2o3、zro2、fe2o3和fe3o4中的一種或幾種，所述非金屬氧化物選自b2o3和sio2中的一種或幾種；優(yōu)選為b2o3；所述非金屬氧化物的孔徑為2~50nm，優(yōu)選為1nm~20nm；所述非金屬氧化物的平均顆粒粒徑為1~20nm，優(yōu)選為5~10nm；
8、可選地，所述有機摻雜劑包括哌嗪和/或吡啶。
9、可選地，所述陶瓷填料形成為規(guī)整填料或散堆填料；所述規(guī)整填料的填料形式包括板式、波紋板式和蜂窩式中的一種或多種；所述散堆填料的填料形式包括三y環(huán)、拉西環(huán)、十字隔板環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍環(huán)、異鞍環(huán)、共軛環(huán)和扁環(huán)中的一種或多種。
10、本公開第二方面提供一種制備催化解吸二氧化碳的陶瓷填料的方法，包括如下步驟：
11、s1、使基質(zhì)材料與活性成分在有機摻雜劑中接觸進行活性組分和有機摻雜劑的負(fù)載，得到第一產(chǎn)物；
12、s2、將所述第一產(chǎn)物進行成型處理、固化處理以及干燥處理；
13、其中所述基質(zhì)材料包括多孔材料中的一種或幾種；所述活性成分包括金屬氧化物和非金屬氧化物中的一種或多種；其中所述金屬選自第ⅲa族、第ⅳb族和第ⅷ族，所述非金屬選自第ⅲa族和第ⅳa族。
14、可選地，所述有機摻雜劑包括哌嗪和/或吡啶；
15、所述有機摻雜劑與所述活性成分的加入重量比為0.01~3：1，優(yōu)選為0.1~1：1。
16、可選地，步驟s1中，所述基質(zhì)材料和所述活性成分的加入重量比9~6：1，優(yōu)選為8~7：1；
17、所述基質(zhì)材料選自二氧化鈦和分子篩中的一種或幾種，所述分子篩選自zsm型分子篩，y型分子篩和hz型分子篩中的一種或幾種；優(yōu)選為二氧化鈦；
18、可選地，所述金屬氧化物選自al2o3、zro2、fe2o3和fe3o4中的一種或幾種；所述非金屬氧化物選自b2o3和sio2中的一種或幾種；優(yōu)選為b2o3。
19、可選地，步驟s1中所述接觸的條件包括接觸溫度為0~50℃，優(yōu)選為10~30℃；接觸時間為4~24h，優(yōu)選為6~16h；攪拌速率為100~600?rpm，優(yōu)選200~400?rpm。
20、可選地，步驟s2中，所述干燥處理的條件包括溫度為100~400℃，優(yōu)選為110~200℃；時間為6~40h，優(yōu)選為8~18h；
21、所述固化處理的條件包括溫度為0~60℃，優(yōu)選為15~30℃；時間為3~24h，優(yōu)選為6~16h。
22、本公開第三方面提供一種使用本公開第二方面所述方法制備的陶瓷填料。
23、通過上述技術(shù)方案，本公開提供一種催化解吸二氧化碳的陶瓷填料及制備方法，本公開的陶瓷填料包括陶瓷填料基體、活性成分和有機摻雜劑，在熱解吸的過程中，可以降低反應(yīng)壁壘，提高反應(yīng)速率，需要較少的熱量，可降低有機胺吸收劑的解吸溫度，使解吸溫度由常規(guī)mea解吸法的105~120℃降至75~98℃，解吸溫度明顯降低，本公開的陶瓷填料可以降低再生能耗10~30%。
24、本公開的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。
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1.一種催化解吸二氧化碳的陶瓷填料，其特征在于，以陶瓷填料總重量計，所述陶瓷填料包括70~95重量%的基質(zhì)材料，負(fù)載于所述基質(zhì)材料上的0.8~20重量%的活性成分以及0.3~15重量%的有機摻雜劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷填料，其中，以所述陶瓷填料總重量計，所述陶瓷填料包括90~95重量%的基質(zhì)材料，負(fù)載于所述基質(zhì)上的0.8~5重量%的活性成分和0.3~5重量%的有機摻雜劑；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷填料，其中，所述基質(zhì)材料選自二氧化鈦和分子篩中的一種或幾種，所述分子篩選自ZSM型分子篩，Y型分子篩和HZ型分子篩中的一種或幾種；優(yōu)選為二氧化鈦；優(yōu)選地，所述基質(zhì)材料的平均顆粒粒徑為0.1nm~50nm，平均孔徑為1nm~20nm，BET比表面積為1~1000m2/g，孔體積為0.01~10cm3/g；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷填料，其中，所述陶瓷填料形成為規(guī)整填料或散堆填料；所述規(guī)整填料的填料形式包括板式、波紋板式和蜂窩式中的一種或多種；所述散堆填料的填料形式包括三Y環(huán)、拉西環(huán)、十字隔板環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍環(huán)、異鞍環(huán)、共軛環(huán)和扁環(huán)中的一
5.一種制備催化解吸二氧化碳的陶瓷填料的方法，其特征在于，包括如下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述有機摻雜劑包括哌嗪和/或吡啶；
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，步驟S1中，所述基質(zhì)材料和所述活性成分的加入重量比9~6：1，優(yōu)選為8~7：1；
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，步驟S1中所述接觸的條件包括接觸溫度為0~50℃，優(yōu)選為10~30℃；接觸時間為4~24h，優(yōu)選為6~16h；攪拌速率為100~600?rpm，優(yōu)選200~400?rpm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，步驟S2中，所述干燥處理的條件包括溫度為100~400℃，優(yōu)選為110~200℃；時間為6~40h，優(yōu)選為8~18h；
10.根據(jù)權(quán)利要求5~9中任意一項所述的方法制備得到的催化解吸二氧化碳的陶瓷填料。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種催化解吸二氧化碳的陶瓷填料，其特征在于，以陶瓷填料總重量計，所述陶瓷填料包括70~95重量%的基質(zhì)材料，負(fù)載于所述基質(zhì)材料上的0.8~20重量%的活性成分以及0.3~15重量%的有機摻雜劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷填料，其中，以所述陶瓷填料總重量計，所述陶瓷填料包括90~95重量%的基質(zhì)材料，負(fù)載于所述基質(zhì)上的0.8~5重量%的活性成分和0.3~5重量%的有機摻雜劑；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷填料，其中，所述基質(zhì)材料選自二氧化鈦和分子篩中的一種或幾種，所述分子篩選自zsm型分子篩，y型分子篩和hz型分子篩中的一種或幾種；優(yōu)選為二氧化鈦；優(yōu)選地，所述基質(zhì)材料的平均顆粒粒徑為0.1nm~50nm，平均孔徑為1nm~20nm，bet比表面積為1~1000m2/g，孔體積為0.01~10cm3/g；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷填料，其中，所述陶瓷填料形成為規(guī)整填料或散堆填料；所述規(guī)整填料的填料形式包括板式、波紋板式和蜂窩式中的一種或多種...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王天堃，趙瑞，顧永正，黃艷，
申請(專利權(quán))人：國電電力發(fā)展股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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