一种MgO基吸附剂颗粒的制备方法

本发明涉及二氧化碳吸附剂，尤其涉及一种mgo基吸附剂颗粒的制备方法。

背景技术：

1、针对化石能源消耗产生的co2，大力开发捕集co2的技术尤为重要。碳捕集、利用和封存(carboncapture,utilizationand storage,ccus)被认为是减少、控制和回收大气中过量co2排放的有效策略。使用固体吸附剂捕集co2被认为是减少co2排放的可靠途径。在各种固体吸附剂中，mgo基吸附剂由于来源广泛、再生温度低以及理论吸附容量高的特点备受关注。目前对mgo吸附剂的开发和研究大多集中在制备粉状吸附剂，虽然这类吸附剂具有较高的co2吸附性能，但在工业应用中，粉状吸附剂由于粒径分布不均匀或因磨损而产生细小粒径的粉末颗粒，进一步在双固定床反应器或双循环流化床中逸出反应器，造成吸附剂材料的浪费或设备的损坏，不利于吸附操作。其次，由于粉状吸附剂机械强度差，需要额外补充新鲜吸附剂，增加运行成本。于是，在工业应用这些吸附剂之前，对mgo粉体进行成型是解决这些问题的有效途径。它可将粉状吸附剂塑成理想的尺寸，并具有合适的抗磨损性能，这不仅是实现工业化应用的必要前提，也是处理固定床反应器压力过大和流化床中细粉逸出反应器等现象的主要策略。为了使mgo吸附剂的工业化应用取得进展，通过有效可行的途径制备高反应性的吸附剂颗粒来达到降低制造成本的目的。因此，开发既具有良好的co2吸附性能，又具有良好的机械性能的吸附剂颗粒应用于工业化co2的捕集之中尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种mgo基吸附剂颗粒的制备方法，用以解决现有的co2吸附剂制造成本高、吸附性能不理想的技术问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种mgo基吸附剂颗粒的制备方法，包括以下步骤：

4、1)将碱金属盐和氧化镁混合后顺次进行球磨和煅烧处理，得到碱金属熔盐掺杂的吸附剂粉末；

5、2)将碱金属熔盐掺杂的吸附剂粉末和固体成型助剂混合后进行球磨，得到干物料；对干物料和水混合得到的湿物料顺次进行挤出成型、干燥和煅烧处理，即得到mgo基吸附剂颗粒；

6、或，3)将碱金属熔盐掺杂的吸附剂粉末和液体成型助剂湿混后顺次进行挤出成型、干燥和煅烧处理，即得到mgo基吸附剂颗粒。

7、进一步的，所述碱金属盐包含质量比为1：1～3的nano3和nano2；

8、所述碱金属盐和氧化镁的质量比为1：3～8。

9、进一步的，所述固体成型助剂包含田菁粉、拟薄水铝石和微晶纤维素中的一种或几种；所述液体成型助剂包含硝酸水溶液，所述硝酸水溶液的浓度为2～3mol/l；

10、所述固体成型助剂或液体成型助剂的添加量为碱金属熔盐掺杂的吸附剂粉末质量的1～25wt％。

11、进一步的，所述步骤1)中，球磨的球料比为1～3：1，球磨的功率为20～30hz，球磨为正转20～40min、反转20～40min。

12、进一步的，所述步骤1)中，煅烧处理的温度为400～500℃，煅烧处理的时间为2～4h。

13、进一步的，所述步骤2)中，球磨的球料比为1～3：1，球磨的功率为20～30hz，球磨为正转5～15min、反转5～15min。

14、进一步的，所述步骤2)中，水的添加量为碱金属熔盐掺杂的吸附剂粉末质量的5～25wt％。

15、进一步的，所述步骤2)和步骤3)中，干燥的温度独立的为110～130℃，干燥的时间独立的为10～14h。

16、进一步的，所述步骤2)和步骤3)中，煅烧处理的温度独立的为400～500℃，煅烧处理的时间独立的为1～2h，升温速率独立的为1～5℃/min。

17、进一步的，所述挤出成型的颗粒粒径为1.25～2.25mm。

18、本发明的有益效果：

19、本发明通过对吸附剂粉末进行成型，一方面可以进一步控制吸附剂的孔隙结构和表面形貌，从而增加其比表面积，提高co2吸附性能。在工业应用中，成型后的吸附剂不易破碎或磨损，其机械强度和稳定性都得到了进一步提高，延长了使用寿命。另一方面，成型后的吸附剂可以更好地控制反应动力学过程，提高反应速率和效率，实现更有效的气体吸附和分离。并且进一步优化成型过程可以减少吸附剂的阻力和质量传递阻力，降低系统能耗，提高能源利用效率。

技术特征：

1.一种mgo基吸附剂颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的mgo基吸附剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述碱金属盐包含质量比为1：1～3的nano3和nano2；

3.根据权利要求1或2所述的mgo基吸附剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述固体成型助剂包含田菁粉、拟薄水铝石和微晶纤维素中的一种或几种；所述液体成型助剂包含硝酸水溶液，所述硝酸水溶液的浓度为2～3mol/l；

4.根据权利要求3所述的mgo基吸附剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，球磨的球料比为1～3：1，球磨的功率为20～30hz，球磨为正转20～40min、反转20～40min。

5.根据权利要求1或2或4所述的mgo基吸附剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，煅烧处理的温度为400～500℃，煅烧处理的时间为2～4h。

6.根据权利要求5所述的mgo基吸附剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，球磨的球料比为1～3：1，球磨的功率为20～30hz，球磨为正转5～15min、反转5～15min。

7.根据权利要求6所述的mgo基吸附剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，水的添加量为碱金属熔盐掺杂的吸附剂粉末质量的5～25wt％。

8.根据权利要求1或6或7所述的mgo基吸附剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤2)和步骤3)中，干燥的温度独立的为110～130℃，干燥的时间独立的为10～14h。

9.根据权利要求8所述的mgo基吸附剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤2)和步骤3)中，煅烧处理的温度独立的为400～500℃，煅烧处理的时间独立的为1～2h，升温速率独立的为1～5℃/min。

10.根据权利要求9所述的mgo基吸附剂颗粒的制备方法，其特征在于，所述挤出成型的颗粒粒径为1.25～2.25mm。

技术总结本发明提供了一种MgO基吸附剂颗粒的制备方法，属于二氧化碳吸附剂技术领域。本发明将碱金属盐和氧化镁混合后顺次进行球磨和煅烧处理，得到碱金属熔盐掺杂的吸附剂粉末；将碱金属熔盐掺杂的吸附剂粉末和成型助剂混合后进行球磨，得到干物料；对干物料和水混合得到的湿物料顺次进行挤出成型、干燥和煅烧处理，即得到MgO基吸附剂颗粒。本发明通过对吸附剂粉末进行成型，可以进一步控制吸附剂的孔隙结构和表面形貌，从而增加其比表面积，提高CO2吸附性能。技术研发人员：荆洁颖,宋锦博,徐玉凤,李文英受保护的技术使用者：太原理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9